Le TNF-α est une cytokine pro-inflammatoire jouant un rôle délétère dans de nombreuses pathologies. Nous nous sommes intéressés à l'inhibition du TNF-α à l'aide de variants du récepteur soluble de type I du TNF-α (hTNFR-Is) administrés par thérapie génique non virale. Trois variants ont été étudiés: un monomère hTNFR-Is, correspondant au récepteur soluble physiologique, une protéine chimérique hTNFR-Is/mIgG1, dont l'efficacité par administration protéique est reconnue, et une forme dimérique obtenue par association de deux fragments hTNFR-Is à l'aide d'un espaceur polyglycine. La vectorisation des plasmides codant ces variants a été étudiée par différentes voies afin d'obtenir un effet systémique (électrotransfert intramusculaire, greffe de cellules autologues), ou un effet local (électrotransfert intra-articulaire (genou de souris), électrotransfert intra-oculaire). L'électrotransfert intramusculaire permettait d'obtenir une expression de protéine à long terme (supérieure à 6 mois) et dose-dépendante. La protéine chimérique était très stable dans la circulation, et était sécrétée à un taux élevé. Cette procédure n'induisait pas de réponse immune contre la protéine transgénique. Nous avons démontré l'obtention, par électrotransfert intra-articulaire, d'une expression dosedépendante du transgène durant deux semaines. Le passage de la protéine dans la circulation était faible, ce qui était l'objectif de cette approche locale. Aux fortes doses, une réponse immune contre la protéine chimérique était observée. Nous avons montré la faisabilité de l'électrotransfert dans un muscle lisse, le muscle ciliaire de l'œil. L'expression obtenue était uniquement localisée dans le muscle ciblé, et la procédure était sûre (pas d'inflammation ni de dommages observables). L'expression du transgène était supérieure à un mois, sans passage de la protéine dans la circulation. L'électrotransfert intramusculaire de variants du hTNFR-Is était efficace (forme chimérique principalement) dans un modèle de polyarthrite rhumatoïde (arthrite expérimentale au collagène) sur les signes cliniques et histologiques de la maladie, par un unique électrotransfert à l'apparition des signes cliniques de la maladie. La comparaison de ce traitement à l'injection répétée de protéine recombinante illustrait la potentialité d'une approche par thérapie génique, de part son efficacité à long terme. Les approches locale et cellulaire restent à tester dans ce modèle. L'électrotransfert intramusculaire de plasmide codant les hTNFR-Is ne permettait pas d'améliorer la récupération des fonctions motrices après un traumatisme crânien, dans un modèle murin, même si la protéine était détectée dans le cerveau, et capable d'inhiber le TNF-α. Ces résultats sont cependant très préliminaires. L'électrotransfert intra-oculaire du plasmide codant la forme chimérique hTNFR-Is/mIgG1 permettait d'inhiber efficacement les signes cliniques et histologiques dans un modèle expérimental d'uvéite (uvéite expérimentale aux endotoxines). Nos résultats mettent en évidence l'efficacité de l'électrotransfert pour délivrer un gène thérapeutique et obtenir une production locale ou systémique (selon la stratégie utilisée) de protéine thérapeutique. Nos résultats illustrent le potentiel de nouvelles cibles (articulation, muscle lisse de l'œil) pour cette technologie, ce qui est encourageant pour l'application future de l'électrotransfert à d'autres tissus/organes cibles et à d'autres pathologies.

La thérapie génique de myopathies telles que la dystrophie musculaire de Duchenne nécessite une approche systémique afin de traiter l'ensemble de la musculature. Le vecteur AAV est actuellement le plus efficace pour transduire le muscle. Nous montrons que la biodistribution du vecteur AAV administré par voie veineuse peut être modifiée en utilisant diverses stratégies adjuvantes chez la souris saine. La pré-injection de polymères permet ainsi d'améliorer la transduction des muscles par le vecteur AAV, ou encore de baisser la réponse immune neutralisante induite par l'injection intraveineuse du vecteur. Nous abordons également l'impact de facteurs modulateurs exogènes ou endogènes – tels que la procédure d'administration ou certains facteurs sanguins – sur la transduction systémique de l'AAV. Dans une seconde approche, nous avons évalué le transfert de gènes dans le muscle dystrophique afin de sécréter dans la circulation sanguine une protéine transgénique fusionnant le récepteur soluble I du TNF-α avec le fragment constant d'une immunoglobuline (TNFR-Is/mIgG1). La comparaison des cinétiques de sécrétion obtenu après le transfert de gène dans le muscle de souris saines ou de souris dystrophiques mdx indique que le contexte inflammatoire du muscle dystrophique favorise une réponse immune contre le transgène. Nous montrons que l'expression et la sécrétion d'un variant murin peu immunogène du TNFR-Is/mIgG1 améliore la fonction musculaire de la souris mdx sans toutefois conférer un avantage sélectif aux fibres musculaires dystrophiques qui continuent leur cycle de nécrose et de régénération.

The T cell function of a proliferation inducing ligand (APRIL or TNFSF13) remains unclear. By comparing APRIL-/- mice with wild type (WT) mice, we have investigated the roles of APRIL in Th1, Th2 and Th17 responses. With regard to APRIL in Th1 responses, cultured APRIL-/- CD4+ T cells showed increased IFN-gamma production under non-polarizing, but not under Th1 polarizing, conditions. No difference in antigen-specific IgG2a levels existed between APRIL-/- and WT mice immunized with ovalbumin (OVA) and complete Freund's adjuvant (CFA) which induces Th1 polarization. Our data indicate that APRIL represses Th1 responses only under non-polarizing conditions. As for APRIL in Th2 responses, cultured APRIL-/- CD4+ T cells exhibited enhanced Th2 cytokine production under non-polarizing conditions, and augmented IL-13 production under Th2 polarizing conditions. Upon immunization with OVA and aluminum potassium sulfate (alum) which induces Th2 polarization, APRIL-/- mice responded with an increased antigen-specific IgG1 response. In the OVA-induced allergic lung inflammation model which is mediated by Th2 responses, APRIL-/- mice had significantly aggravated allergic lung inflammation. Accordingly, a decoy receptor-Ig fusion protein, TACI-Ig, treatment to block APRIL in WT mice enhanced allergic lung inflammation. In agreement with the role of APRIL in CD4+ T cells, the transfer of APRIL sufficient, OVA-specific, TCR transgenic CD4+ T (OT-II) cells to APRIL-/- mice restored the suppressive effect of APRIL on allergic lung inflammation. Mechanistically, the expression of c-maf, the IL-4 gene transcription factor, was markedly enhanced in APRIL-/- CD4+ T cells under non-polarizing and Th2 polarizing conditions. Our data suggest that APRIL inhibits Th2 responses and allergic lung inflammation by suppressing IL-4 production in CD4+ T cells via diminished c-maf expression, and by suppressing IL-13 production in CD4+ T cells via an IL-4 independent, IL-13 specific pathway. Regarding APRIL in Th17 responses, the incidence of Th17-mediated collagen-induced arthritis (CIA) in APRIL-/- mice was reduced, in parallel with diminished levels of antigen-specific IgG2a autoantibody and IL-17 production. Our data indicate that APRIL promotes IL-17 production, and that APRIL-triggered signals contribute to arthritis. Our data clearly show that APRIL is important in T cell immunity, inhibitory in Th2 responses and costimulatory in Th17 responses.

Le TNF-α est une cytokine pro-inflammatoire du système immunitaire qui, lorsque sa production est déréglée, induit de nombreuses pathologies chez l’homme (cachexie, arthrite rhumatoïde, etc.) Outre une régulation transcriptionnelle de cette cytokine, il existe aussi une régulation post-transcriptionnelle permettant un contrôle affiné de sa production. Le laboratoire de Biologie du Gène étudie cette régulation post-transcriptionnelle faisant intervenir une séquence consensus dans l’ARNm appelée séquence AU-riche (ou ARE pour AU-rich element) et les protéines qui y sont impliquées. Généralement, les ARNm porteurs d’ARE codent pour des protéines dont l’expression est transitoire. Ces gènes requièrent un contrôle très précis de leur expression et c’est pourquoi, en plus d’être soumis à de nombreux contrôles transcriptionnels, la traduction et la stabilité de leurs ARNm sont très finement régulées. La réponse immune innée implique de nombreux ARNm de ce type. Jusqu’à présent, la fonction de la protéine TIAR dans la régulation de l’expression du TNF-α n’a pas été complètement élucidée. Outre le TNF-α, la participation à la réponse immune innée de nombreuses protéines encodées par des ARNm porteurs d’ARE pourrait conférer à la protéine TIAR un rôle de régulateur essentiel dans le contrôle de l’inflammation. Nous avons donc générés plusieurs lignées de macrophages RAW 264.7 surexprimant la protéine TIAR entière ou différents mutants de TIAR afin de déterminer, par une analyse globale par puces à ADN, les ARNm cibles de TIAR au cours de la réponse immune. Cette approche nous a permis de démontrer que la protéine TIAR exerce un contrôle sur le métabolisme de l’ARNm du TNF-α et de MKP-1 (MAP kinase phosphatase 1), une phosphatase majeure dans la voie de signalisation de la MAPK p38. Cette voie de signalisation joue un rôle essentiel dans la stabilisation et la traduction de nombreux ARNm porteurs d’ARE encodant des protéines de la réponse inflammatoire. D’autre part, nous avons voulu étudier in vivo la fonction de la protéine TIAR au cours de la réponse immune. Nous avons, dans ce but, généré des souris transgéniques surexprimant l’isoforme courte de la protéine TIAR. Si nous n’avons pas encore pu mesurer les effets d’une surexpression de TIAR sur la réponse inflammatoire chez ces souris, ces individus transgéniques ont révélé qu’une expression anormale de la protéine TIAR induit une létalité importante au cours du développement embryonnaire.

Introduction : Le TNF-a, impliqué dans l'inflammation et la défense de l'hôte, aaussi des propriétés anti-tumorales et est utilisé dans le traitement local des sarcomesdes membres. P53 est un anti-oncogène dont la mutation est associée audéveloppement de tumeurs. Des données expérimentales ont démontré une relationentre activité anti-tumorale de TNF-a et le statut de p53. Matériel et méthodes : Notre objectif a été d'étudier en immunohistochimie lestatut de p53 chez 110 patients atteints de sarcomes et traités par TNF-a. Ensuite,dans 8 sarcomes cultivés ex-vivo, nous avons étudié la localisation de l'apoptoseinduite par le TNF-a par microscopie confocale. Puis, dans 9 lignées de sarcomeshumains, nous avons testé la relation p53/TNF-a en abrogeant p53 grâce à un sh-RNA, ou en utilisant des petites molécules telles que CP-31398 ou Nutlin-3a aptes àrestaurer p53. Enfin, pour mieux comprendre les mécanismes de résistance au TNF-a,nous avons mesuré par méthode EMSA la liaison de NF-kB à l'ADN et recherché parRT-PCR quels gènes de l'apoptose étaient différentiellement régulés.Résultats : Le statut muté de p53 corrèle avec la réponse histologique autraitement par TNF-a chez l'homme. L'apoptose induite par le TNF-a est trouvée aussibien au niveau de la cellule endothéliale que de la cellule tumorale. De plus, laréponse au TNF-a est modulée par le statut de p53 puisque dans les lignées étudiées,l'abrogation de p53 supprime celle-ci alors que la réparation d'une activité p53 permetde l'augmenter. Enfin, une potentialisation de l'apoptose induite par TNF-a estobservée lorsqu'il est associé avec CP-31398 ou Nutlin-3a et elle corrèle avec ladiminution de la liaison du NF-kB à l'ADN. Une augmentation de l'expression desgènes RIPK2, TP53BP2 et GADD45 et une diminution de l'expression de TGF-b1 etFAIM est observée lorsque l'association de Nutlin-3a et TNF-a est synergique sur lamort cellulaire.Conclusions : Ces résultats suggèrent que l'utilisation de molécules capablesde restaurer l'activité de p53 peut inverser la résistance des sarcomes des tissusmous au traitement par TNF-a. Dans ce contexte, des études cliniques pourraientexploiter cette approche pour l'utiliser dans le cadre des sarcomes particulièrementrésistants aux traitements conventionnels ainsi que dans d'autres tumeurs.

Los receptores Fc-gamma (Fc-gR) median muchas de las funciones inmunes de la IgG. Están presentes en numerosas células del sistema inmune y su activación (tras la unión al fragmento Fc de la IgG) permite el desarrollo de funciones tales como la fagocitosis, la citotoxicidad dependiente de anticuerpos y la liberación de enzimas proteolíticas. Existen polimorfismos genéticos que modifican la afinidad de los Fc-gR y por tanto su capacidad funcional. Estos polimorfismos se han relacionado con enfermedades autoinmunes, infecciosas y con la eficacia de agentes monoclonales. El penfigoide ampolloso (PA) es una patología ampollosa autoinmune caracterizada por el deposito de autoanticuerpos en la membrana basal de la piel. Estos anticuerpos activan a neutrófilos vía el receptor Fc-gR, los cuales liberan enzimas proteolíticas que degradan la membrana basal causando el daño tisular. Los agentes monoclonales han revolucionado el tratamiento de las formas moderadas y graves de psoriasis. Sin embargo, en torno a un 30% de los pacientes no presentarán una respuesta adecuada. En la actualidad no existen factores farmacogenéticos definidos que puedan predecir la respuesta a biológicos en la psoriasis. Teniendo en cuenta el contrastado papel del los Fc-gR en modelos animales de PA, los polimorfismos genéticos de Fc-gR podrían relacionarse a nivel clínico con el PA, tanto como marcadores como modificadores de esta enfermedad. Por otra parte, los polimorfismos de Fc-gR también podrían predecir la respuesta a biológicos en la psoriasis, ya que los agentes empleados (etanercept, infliximab y adalimumab) contienen el fragmento Fc en su estructura. Esta influencia podría venir dada por un aumento en las capacidades citotóxicas de estos agentes, o por una alteración de los mecanismos de eliminación de estos fármacos dependientes del sistema reticuloendotelial. El objetivo de esta tesis fue estudiar la influencia de los polimorfismos de Fc-gR en 2 patologías cutáneas inmunomediadas mediante el estudio genético de grupos de pacientes y controles. Por un lado, se pretendía detectar si los polimorfismos de Fc-gR se asocian al PA o si modifican el pronostico de esta enfermedad, y por otro, si dichos polimorfismos son marcadores farmacogenéticos de respuesta clínica en aquellos pacientes psoriásicos tratados con agentes biológicos. Se realizó estudio genético de los polimorfismos Fc-gRIIA-H131R, Fc-gRIIB-I187T y Fc-gRIIIA-V158F en un grupo de 41 pacientes con PA y un grupo control de 115 individuos sanos y de Fc-gRIIA-H131R y Fc-gRIIIA-V158F en un grupo de 70 pacientes con psoriasis tratados agentes anti-TNF-alfa. Se realizó un análisis retrospectivo de los datos clínicos de los pacientes con PA y una valoración clínica retrospectiva de la respuesta a biológicos en pacientes con psoriasis. En el caso del PA observamos, en un modelo multivariante, una tendencia a la asociación del alelo F de Fc-gRIIIA-V158F con las formas más graves de PA, definidas como la necesidad de añadir tratamiento inmunosupresor. Por otra parte, los pacientes psoriáticos con alelos de alta afinidad (aislados o en combinación) de los polimorfismos a estudio presentaron, de forma independiente, una respuesta terapéutica más rápida a terapia biológica en forma de un porcentaje de superficie corporal afecta menor a las 6-8 semanas de tratamiento, probablemente en relación con una mayor eliminación de células patogénicas con TNF-alfa en membrana. Nuestros resultados tienen implicación clínica ya que, por un lado, los pacientes con PA y presencia del alelo F, podría beneficiarse de la introducción temprana de inmunosupresores y, por otro, la presencia de alelos de alta afinidad en los polimorfismos de Fc-gR podría predecir una respuesta clínica mas precoz en pacientes con psoriasis tratados con biológicos, lo cual puede ser de especial importancia en casos graves. / Fc gamma receptors (Fc-gammaR) mediate most of the immune functions of IgG. There are single-nucleotide polimorphims affecting Fc-gammaR genes that influence affinity and thus functions of Fc-gammaR. These polymorphisms have been linked clinically with infectious and autoimmune disease but also with the degree of response to monoclonal antibodies containing the Fc fragment. Bullous pemphigoid (BP) is an autoimmune disease where pathogenic antibodies bind antigens in the basal membrane of the skin. Such antibodies activate neutrophils through Fc-gammaR, which make these cells liberate proteolytic enzymes that cause tissue injury and blisters in the skin. Monoclonal agents have improved greatly the outcome of patients with psoriasis. However up to 30% does not achieve a significant response. There are not currently pharmacogenetic markers that could predict the outcome of biological therapy in psoriasis. The main objective of this thesis was to study the influence of Fc-gammaR polymorphisms in 2 immune-mediated skin diseases: a) a possible influence, in terms of susceptibility or disease modification, of Fc-gammaR polymorphisms in BP; and b) the potential role of Fc-gammaR polymorphisms as pharmacogenetic markers in patients with psoriasis treated with anti-TNF-alpha therapy. We performed the determination of the genotype of Fc-gammaRIIA-H131R, Fc-gammaRIIB-I187T and Fc-gammaRIIIA-V158F in 41 patients with BP and 115 controls and Fc-gammaRIIA-H131R and Fc-gammaRIIIA-V158F genotypes in 70 patients with psoriasis that underwent anti-TNF-alpha treatment. Clinical charts were reviewed in order to establish correlations. In the BP study, we observed an association between the presence of Fc-gammaRIIIA-158F with the most severe forms of BP, defined as the need for immunosuppressants. With regard to the psoriasis study, we detected that patients with high affinity alleles (alone or in combination) presented a quick response to biologics, measured as a lower body surface area affected in the week 6-8. Our results present clinical implications, since for example, patients with BP harboring the F allele may benefit from an early introduction of immunosuppressants. On the other hand, the presence of Fc-gammaR high affinity alleles may predict an early response to biologics in psoriasis, which may be critical especially in severe cases.

Cette étude a pour objectif d'apporter des éléments de réponse à la compréhension de la nature et de l'origine des effets biologiques des nanoparticules (NP) de boehmite en réalisant des tests de contacts in vitro sur des macrophages de culture (RAW 264.7), les macrophages étant la cible cellulaire privilégiée au niveau du tractus respiratoire. Différents domaines de la réponse cellulaire en relation avec les propriétés physico-chimiques des particules ont été étudiés. Dans une première partie l'activité biologique a été mesurée sur des NP de boehmite puis après broyage ou dispersion permettant d'observer en particulier l'influence de la taille des particules dans la réponse cellulaire.Les résultats soulignent que les particules industrielles de boehmite sont principalement caractérisées par une activité modérée au niveau de la réponse inflammatoire, mais sans effet cytotoxique ou sans stress oxydant significatif. Des différences en fonction de la taille des particules ont été observées sur les paramètres inflammatoire et cytotoxique.Toutefois, les mesures des biomolécules libérées dans les surnageants de culture cellulaire peuvent être biaisées par l'adsorption de ces biomolécules sur les NP en présence. Ainsi, ce mécanisme d'adsorption doit être pleinement compris pour éviter une interprétation erronée des données obtenues. Dans un second temps l'objectif a donc été d'élaborer une méthodologie afin d'évaluer les interactions organo-minérales en terme d'affinité et de quantité de biomolécules adsorbées sur les nanoparticules à l'équilibre thermodynamique et de déterminer une loi de correction. Dans ce contexte nous nous sommes intéressés en particulier au TNF-α.

Colon cancer and obesity are two significant and related pathological states with multiple etiological factors. In this dissertation, it was hypothesized that tumor growth is accelerated in the altered state of obesity due to their resistance towards tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) mediated cytotoxicity. Physiologically elevated TNF-alpha in an obese state induces increased nuclear transcription factor-kB (NF-kB) activity, known to transcribe genes crucial to cell survival. Insulin resistance, oxidative stress, and a pro-inflammatory environment are few of the biological consequences of TNF-alpha and NF-kB pathway activation, and further contribute to disease progression. <br /><br /> Three major studies were conducted to investigate phenotypical changes in obesity associated tumors. Firstly, characteristics of the TNF-alpha resistant phenotype were preliminarily assessed by evaluating the effects of exogenous TNF-alpha treatment to HT-29 cells. Elevated levels of NF-kB in response to exogenous TNF-alpha gave an indication that this pathway is critical for cell survival. Furthermore, upregulation of TNF-alpha receptor 2 (TNFR2) suggested another strategy by which the cells were utilizing exogenous TNF-alpha for a survival advantage. Inhibition of NF-kB via St. John?s Wort treatment demonstrated that HT-29 cells may be sensitized towards TNF-alpha mediated cytotoxicity. <br /><br /> Zucker obese (Zk-Ob), Zucker lean (Zk-Ln), and Sprague Dawley (SD) animal models were used to assess tumor phenotype <em>in vivo</em>. Remarkable physiological differences between genotypes were observed. Zk-Ob rats had significantly higher body and organ weights as well as plasma TNF- alpha, insulin, leptin, and oxidative markers than Zk-Ln and SD animals. Tumor incidence and multiplicity were also notably higher in Zk-Ob rats. Protein analyses demonstrated increased levels of TNF-alpha, TNFR2, NF-kB, IkB kinase beta (IKKbeta), insulin receptor (IR), insulin like growth factor-I-receptor (IGF-IR), and mitogen activated protein kinase (MAPK) in Zk-Ob tumors than Zk-Ln counterparts. In all groups, tumors generally had higher protein expression than surrounding, normal appearing colonic mucosa. It is well known that these molecules are involved in signaling pathways that influence and co-operate with each other in rendering growth autonomy to tumor tissue. <br /><br /> A higher number of lesions in the distal than proximal colon in Zk-Ob rats was observed, supporting the emerging concept that genotype/physiological state of the host affects development and distribution of tumors. Thus, a third study was conducted to explore differences between distal and proximal tumor phenotype. Results demonstrated that expression of TNFR2, NF-kB, IR, IGF-IR, and MAPK p44 were significantly higher in distal than proximal tumors. This observation suggested that development of tumors in different regions of the colon varied under the same physiological conditions. Moreover, phenotype of distal tumors appeared to be upregulating survival pathways in comparison to proximal lesions, possibly explaining the higher tumor incidence in the distal colon. <br /><br /> Research documented in this thesis supported the hypothesis that the physiological status of the host intricately affects tumor phenotype. In particular, the TNF-alpha resistant phenotype was most prominent in Zk-Ob tumors, and appeared to be associated with upregulation of multiple signaling pathways cooperating towards tumorigenesis.

Colon cancer and obesity are two significant and related pathological states with multiple etiological factors. In this dissertation, it was hypothesized that tumor growth is accelerated in the altered state of obesity due to their resistance towards tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) mediated cytotoxicity. Physiologically elevated TNF-alpha in an obese state induces increased nuclear transcription factor-kB (NF-kB) activity, known to transcribe genes crucial to cell survival. Insulin resistance, oxidative stress, and a pro-inflammatory environment are few of the biological consequences of TNF-alpha and NF-kB pathway activation, and further contribute to disease progression. <br /><br /> Three major studies were conducted to investigate phenotypical changes in obesity associated tumors. Firstly, characteristics of the TNF-alpha resistant phenotype were preliminarily assessed by evaluating the effects of exogenous TNF-alpha treatment to HT-29 cells. Elevated levels of NF-kB in response to exogenous TNF-alpha gave an indication that this pathway is critical for cell survival. Furthermore, upregulation of TNF-alpha receptor 2 (TNFR2) suggested another strategy by which the cells were utilizing exogenous TNF-alpha for a survival advantage. Inhibition of NF-kB via St. John?s Wort treatment demonstrated that HT-29 cells may be sensitized towards TNF-alpha mediated cytotoxicity. <br /><br /> Zucker obese (Zk-Ob), Zucker lean (Zk-Ln), and Sprague Dawley (SD) animal models were used to assess tumor phenotype <em>in vivo</em>. Remarkable physiological differences between genotypes were observed. Zk-Ob rats had significantly higher body and organ weights as well as plasma TNF- alpha, insulin, leptin, and oxidative markers than Zk-Ln and SD animals. Tumor incidence and multiplicity were also notably higher in Zk-Ob rats. Protein analyses demonstrated increased levels of TNF-alpha, TNFR2, NF-kB, IkB kinase beta (IKKbeta), insulin receptor (IR), insulin like growth factor-I-receptor (IGF-IR), and mitogen activated protein kinase (MAPK) in Zk-Ob tumors than Zk-Ln counterparts. In all groups, tumors generally had higher protein expression than surrounding, normal appearing colonic mucosa. It is well known that these molecules are involved in signaling pathways that influence and co-operate with each other in rendering growth autonomy to tumor tissue. <br /><br /> A higher number of lesions in the distal than proximal colon in Zk-Ob rats was observed, supporting the emerging concept that genotype/physiological state of the host affects development and distribution of tumors. Thus, a third study was conducted to explore differences between distal and proximal tumor phenotype. Results demonstrated that expression of TNFR2, NF-kB, IR, IGF-IR, and MAPK p44 were significantly higher in distal than proximal tumors. This observation suggested that development of tumors in different regions of the colon varied under the same physiological conditions. Moreover, phenotype of distal tumors appeared to be upregulating survival pathways in comparison to proximal lesions, possibly explaining the higher tumor incidence in the distal colon. <br /><br /> Research documented in this thesis supported the hypothesis that the physiological status of the host intricately affects tumor phenotype. In particular, the TNF-alpha resistant phenotype was most prominent in Zk-Ob tumors, and appeared to be associated with upregulation of multiple signaling pathways cooperating towards tumorigenesis.

Skeletal muscle is defined to be atrophic in osteoporosis models and therefore is a potential target tissue for osteoporosis research. The aim of this longitudinal randomized controlled interdisciplinary study was to analyze the functional, histological, ultra-structral and molecular changes and the role of cachectic muscle atrophy inducer TNF-alpha in the skeletal muscles of the ovariectomized (OVX) rat model which mimics postmenopausal osteoporosis. Female Sprague-Dawley rats were randomly assigned to the control, the OVX and the OVX+10&amp / #956 / g/g/week TNF-alpha antagonist (Remicade) treated OVX-TNF groups. Maximum isometric and tetanic-twitch amplitudes were lower than the control group in the OVX group. Maximum isometric twitch amplitudes recovered in the fast-twitch extensor digitorum longus (EDL) muscles but not in the slow-twitch soleus muscles in the OVX-TNF group. The decrease in tetanic-twitch amplitudes recovered in the OVX-TNF group in both muscle types. Splitting and size variations of fibers, central nuclei and well-preserved overall ultrastructure were noted in the OVX and the OVX-TNF groups. Slow-twitch Type I fiber percentage, areas and diameters increased in EDL muscles of the OVX and the OVX-TNF group comparing to the control group. p65 and MyoD immune-labeling increased in OVX group whereas MyoD and C-Rel increased and p50 decreased in OVX-TNF group. Expressions of 61 genes and 42 unidentified transcripts were significantly different between the control, the OVX and the OVX-TNF groups. To sum up TNF-alpha has a role in skeletal muscle dysfunction in OVX rats and TNF-alpha antagonist administration recovered it. But this modulation was not sufficient for total structural recovery.