Billions of pounds of bisphenol A (BPA) are produced annually around the globe for the manufacture of numerous consumer products, including polycarbonate food and water containers, the protective resin linings of food cans, thermal printing paper, and dental fillings. BPA exposure during nervous system development has been associated with learning and behavioral impairments in animal models. The mode of action for these effects is not clearly defined. While BPA is a weak estrogen receptor (ER) agonist, it is also an estrogen-related receptor gamma (ERR��) agonist. ERR�� binds BPA with 100 times greater affinity than ERs. This study was designed to test the hypothesis that exposure to human-relevant BPA concentrations impacts nervous system development and behavior through ERR�� activation. To examine whether BPA behaves more like an ER or ERR�� ligand, two positive control compounds were used throughout the study: 17��-estradiol (E2) and GSK4716, ER and ERR�� agonists, respectively. Initial behavior testing results included the observation that neurodevelopmental exposure to 0.01 or 0.1 ��M BPA led to hyperactivity in larvae, while exposure to 0.1 or 1 ��M BPA led to learning deficits in adult zebrafish. Exposure to 0.1 ��M E2 or GSK4716 also led to larval hyperactivity. To identify early molecular signaling events that lead to the observed neurobehavioral phenotypes, a global gene expression analysis using a 135K zebrafish microarray was conducted. The concentrations of compounds tested were anchored to the common larval hyperactivity phenotype they elicited. Gross abnormalities, in the case of higher concentrations of BPA and E2, were also anchored phenotypes included in the analysis. Functional pathway analysis of the BPA versus E2 results predicted an impact on prothrombin signaling from the two lower concentrations of BPA and E2. Both BPA and GSK4716 were also predicted to impact nervous system development, potentially involving inhibition of the upstream regulator, SIM1. Additionally, GSK4716 exposure was predicted to inhibit neuron migration. There were fewer similarities in transcriptional responses between BPA and E2 when the lower versus higher concentrations were compared, suggesting different mechanisms operated at the higher concentrations. Subsequent experiments were focused on the role of ERR�� in the larval hyperactivity phenotype. Transient ERR�� knockdown by antisense oligonucleotide morpholino during the first 24 hours of development abrogated the hyperactive phenotype induced by 0.1 ��M BPA exposure. Transient ERR�� knockdown during the first 48 hours of development resulted in developmental delays, craniofacial defects, pericardial edema, and severe body axis curvature. This work is the first to identify behavioral effects in a fish from developmental BPA exposure. It is also the first study to confirm a role for ERR�� in mediating BPA's neurobehavioral effects in any animal model. The global gene expression analysis identified similarities between BPA, E2, and GSK4716, suggesting that BPA's mode of action may involve crosstalk between ERR�� and other ERs. These results from human-relevant BPA exposures help explain the widely documented in vivo effects of BPA, despite low binding affinity exhibited by nuclear ERs. ERR�� is an evolutionarily conserved vertebrate receptor and the developmental impacts of BPA in the zebrafish are an indication of hazard potential to vertebrates. They are also an important translational step toward knowing the hazard potential from human developmental exposure to BPA and yet unknown environmental ligands of ERR��. / Graduation date: 2013 / Access restricted to the OSU Community, at author's request, from Dec. 21, 2012 - June 21, 2013

Asthma affects nearly two and a half million people in Canada. In Saskatchewan, the prevalence of asthma has increased across all age groups since 1981. Current literature indicates that the purchase of all asthma medications increased in the last 20 years both province and nationwide. Since the early 1990s, the Canadian Consensus Guidelines (CCG) for the treatment of asthma recommended increasing the use of inhaled corticosteroids as a mainstay for controlling asthma symptoms. The CCG have also encouraged decreasing the use of short-acting, inhaled beta2-agonist medication. <p>The objective of this descriptive epidemiological study was to investigate asthma medication prescribing at the individual level among physician-diagnosed asthma patients, aged 0 to 64 years, in Saskatchewan from January 1, 1991 to December 31, 2000. Saskatchewan residents covered under the provincial health insurance plan who received a physicians diagnosis of asthma, identified each calendar year, were included in the study (296,430 asthma patients in total). <p> Nearly 80.0% of this asthma population purchased at least one asthma medication in each calendar year. From 1991 to 2000, users and the mean number of prescriptions of short-acting beta2-agonists decreased slightly. The proportion of users and mean number prescriptions per year of inhaled corticosteroids increased. The highest mean numbers of prescriptions and users of inhaled corticosteroids were among the 0-4 year olds. <p>Short-acting beta2-agonists, inhaled corticosteroids, and oral corticosteroids were the most popular medications. Users of theophyllines and cromoglycates decreased. The 15-34 year old males showed the greatest "inappropriate" use as high users of short-acting beta2-agonists and low users of inhaled corticosteroids. <p>There was increasing compliance with the CCG over the ten years. The combination of beta2-agonists with inhaled corticosteroids usurped beta2-agonist monotherapy as the most popular form of asthma therapy by the year 2000. Users of combination therapy increased from 19% to 38.7%, while users of beta2-agonists alone decreased from 34.5% to 23.1%. <p>From 1996 to 2000, the monthly number of both short-acting beta2-agonists and inhaled corticosteroids prescriptions decreased for all users in July and August. Peak increases in the number of short-acting beta2-agonist prescriptions, for children under 15, occurred in September. For adults, peak increases occurred in December for both medications. <p>These study results will enhance the understanding of asthma medication use among children and adults and will help healthcare professionals develop new treatment programs for the management of asthma.

Asthma affects nearly two and a half million people in Canada. In Saskatchewan, the prevalence of asthma has increased across all age groups since 1981. Current literature indicates that the purchase of all asthma medications increased in the last 20 years both province and nationwide. Since the early 1990s, the Canadian Consensus Guidelines (CCG) for the treatment of asthma recommended increasing the use of inhaled corticosteroids as a mainstay for controlling asthma symptoms. The CCG have also encouraged decreasing the use of short-acting, inhaled beta2-agonist medication. <p>The objective of this descriptive epidemiological study was to investigate asthma medication prescribing at the individual level among physician-diagnosed asthma patients, aged 0 to 64 years, in Saskatchewan from January 1, 1991 to December 31, 2000. Saskatchewan residents covered under the provincial health insurance plan who received a physicians diagnosis of asthma, identified each calendar year, were included in the study (296,430 asthma patients in total). <p> Nearly 80.0% of this asthma population purchased at least one asthma medication in each calendar year. From 1991 to 2000, users and the mean number of prescriptions of short-acting beta2-agonists decreased slightly. The proportion of users and mean number prescriptions per year of inhaled corticosteroids increased. The highest mean numbers of prescriptions and users of inhaled corticosteroids were among the 0-4 year olds. <p>Short-acting beta2-agonists, inhaled corticosteroids, and oral corticosteroids were the most popular medications. Users of theophyllines and cromoglycates decreased. The 15-34 year old males showed the greatest "inappropriate" use as high users of short-acting beta2-agonists and low users of inhaled corticosteroids. <p>There was increasing compliance with the CCG over the ten years. The combination of beta2-agonists with inhaled corticosteroids usurped beta2-agonist monotherapy as the most popular form of asthma therapy by the year 2000. Users of combination therapy increased from 19% to 38.7%, while users of beta2-agonists alone decreased from 34.5% to 23.1%. <p>From 1996 to 2000, the monthly number of both short-acting beta2-agonists and inhaled corticosteroids prescriptions decreased for all users in July and August. Peak increases in the number of short-acting beta2-agonist prescriptions, for children under 15, occurred in September. For adults, peak increases occurred in December for both medications. <p>These study results will enhance the understanding of asthma medication use among children and adults and will help healthcare professionals develop new treatment programs for the management of asthma.

Einleitung: Die Pathogenese chronisch entzündlicher Atemwegserkrankungen ist mit zunehmender Schädigung und fibrotischen Umbauvorgängen und daraus resultierenden Einschränkungen physiologischer Funktionen verbunden. Bei der Recurrent Airway Obstruction (RAO) des Pferdes sind solche strukturellen Veränderungen häufig assoziiert mit Verdickung der Atemwegswand, subepithelialer Fibrose und Obstruktion der Atemwege. Bei RAO besteht die Standardtherapie darin, die Bronchokonstriktion mit β2-Agonisten und die Entzündung mit Glucocorticoiden aufzuhalten. In den letzten Jahrzehnten konnte jedoch gezeigt werden, dass nicht alle Patienten mit der empfohlenen Therapie ausreichend behandelt werden können und neue Ansatzpunkte der Therapie gefunden werden müssen. Daher konzentrieren sich neuere Forschungsarbeiten auf strukturelle Alterationen in den Atemwegen, das sogenannte Airway-Remodelling. Zielsetzung: In der vorliegenden Arbeit sollen zunächst primäre equine Bronchialfibroblasten (EBF) isoliert, charakterisiert und kultiviert werden. Im nächsten Schritt sollen in diesen Zellen die β2-Rezeptorexpression und –eigenschaften charakterisiert werden. Anschließend soll die Eignung dieser Zellen als Zellmodell zur Untersuchung der zellulären Proliferation und Transformation sowie der Regulation der de-novo-Synthese von extrazellulärer Matrix und deren Beeinflussung durch β2-Agonisten und Glucocorticoide allein oder in Kombination sowie TGF-β überprüft werden. Material und Methoden: Mittels enzymatischer Verdauung mit 0,25 % Trypsin werden die EBF aus den Bronchien von 10 gesunden Schlachtpferden isoliert und in DMEM kultiviert. Diese Zellen werden morphologisch, immunzytochemisch und funktionell in deren Eigenschaften in An- oder Abwesenheit von fetalem bovinem Serum (FBS) oder Pferdeserum (HS) charakterisiert. Die Dichte und Subtypverteilung von β-Adrenozeptoren wird mittels Radioligandbindungsstudien mit [125I]-(-)-Iodocyanopindolol in Gegenwart von Rezeptorsubtyp-selektiven β-Antagonisten (β2: ICI 118,551 und β1: CGP 20712A) in EBF untersucht. Der Einfluss von β2-Agonisten auf die Proliferation und Differenzierung der EBF sowie die Kollagensynthese wird mittels [3H]-Thymidineinbauassay, Bestimmung von Gesamtprotein und α-Smooth Muscle Aktin (α-SMA) mit Lowrymethode und Western Blot-Analyse bzw. [3H]-Prolininkorporationsassay ermittelt. Die statistische Signifikanz wird über einen t-Test für verbundene Stichproben oder eine One-Way-ANOVA mit nachfolgendem Dunnett’s Test ermittelt und das Signifikanzniveau wird P ≤ 0,05 festgelegt. Ergebnisse: EBF können im DMEM-Medium nur in Gegenwart von Serum langfristig wachsen und kultiviert werden. In serum-freiem Medium und unter vorübergehendem Serumentzug können EBF nicht anhaften bzw. lösen sie sich ab. Die Effekte von FBS und HS auf EBF sind allerdings unterschiedlich. FBS fördert die Zellproliferation und -verdopplungsrate sowie die Zellpassage bis zur Passage 20 signifikant besser als HS (max. 9 Passagen). Unter FBS entwickeln EBF eine für Fibroblasten charakteristische spindelförmige Morphologie aber eine schwache α-SMA-Expression, während unter HS die Zellen eine atypische, polygonale Morphologie zeigen, jedoch mit signifikant hohem α-SMA und Proteingehalt. Radioligandenbindungsstudien zeigen, dass EBF lediglich den β2-Adrenozeptorsubtyp mit einer maximalen Rezeptorendichte (Bmax) von 5037 ± 494 Bindungsstellen/Zelle exprimieren. Die Behandlung der EBF mit β-Agonisten (Clenbuterol, Salbutamol, Isoproterenol) führt konzentrationsabhängig zur Abnahme dieser Anzahl der Rezeptoren mit unterschiedlicher Wirkungsstärke (Clenbuterol > Salbutamol > Isoproterenol), wobei Dexamethason diese nicht verändert. Diese Agonisten sowie auch Dexamethason hemmen die Proliferation der EBF, und dies kann in Gegenwart von ICI 118,551 aber nicht von CGP 20712A gehemmt werden, was auf den Einfluss des β2-Adrenozeptors hinweist. β2-Agonisten und Dexamethason gemeinsam resultieren in einer verstärkten Hemmung der EBF-Proliferation. Transforming Growth Factor-β1 (TGF-β1) stimuliert die Transformation von EBF zu Myofibroblasten mit einer erhöhten Expression von α-SMA in EBF, welches eher durch Dexamethason als durch Clenbuterol gehemmt wird. Die Kollagensynthese wird nur durch Dexamethason signifikant gehemmt. Schlussfolgerung: Das erstmalig etablierte EBF-Kulturmodell dient der Erforschung von Signalwegen und neuen Arzneimitteltargets im Zusammenhang mit der Pathogenese der equinen RAO insbesondere dem Atemwegs-Remodelling. So kann gezeigt werden, dass die Verwendung von β2-Agonisten allein oder in Kombination mit Glucocorticoiden eine Hemmung der Proliferation und Transformation von EBF in vitro bewirkt. Dies deutet auf einen zusätzlichen therapeutischen Nutzen von Clenbuterol und Glucocorticoiden hin und impliziert die Notwendigkeit eines frühzeitigen Einsatzes dieser Pharmaka bei der RAO des Pferdes.

Hintergrund: Die Gustafsson sche Yin-Yang-Theorie sagt dem stimulierten Östrogenrezeptors β hemmende oder modulierende Funktionen nach. Diese Studie untersuchte die Wirkungen der Kombination aus dem selektiven Östrogenrezeptoragonisten α (16α-LE2) und β (8β-VE2) sowie der Kombination aus Östradiol und dem ERβ-Agonist an 3 Monate alten ovarektomierten Sprague-Dawley-Ratten. Die subkutane Verabreichung erfolgte für insgesamt vier Wochen in kontinuierlich simultaner und zeitversetzt zweiwöchiger, simultaner Kombination. Eine Östradiolgruppe diente als Positivkontrolle. Als physiologischer Vergleichsparameter galt eine intakte sham-ovx Gruppe. Anhand von histologischen Schnitten und Hämatoxylin-Eosin-Färbung wurden der Uterus und die Vagina auf proliferative Effekte und histomorphologisch untersucht. Zusätzlich wurden das Uterusgewicht, die Futteraufnahme, das Körpergewicht und mittels RIA der Hormonhaushalt (Östradiol, LH, TSH, fT3 und fT4) beurteilt. Die kontinuierlich verabreichten Kombinationen aus E2 bzw. dem ERα-Agonisten und dem ERβ-Agonisten präsentierten in keinem der genannten Organ- bzw. Hormonsysteme nennenswerte Unterschiede zur Wirkung von Östradiol. Die kontinuierliche Verabreichung zeigte keine bedeutenden Unterschiede zur zeitversetzten Kombination. Verglichen mit der sham-ovx Referenzgruppe präsentierten sich die Futteraufnahme, das Körpergewicht und das Hormonsystem (außer Östradiol) im physiologischen Bereich. Der Serumöstradiolwert, die uterine Schichtdicke des Myometriums und Epithels sowie die vaginale Epitheldicke wiesen supraphysiologische Werte auf. Die gewonnenen Resultate widersprechen somit der Gustafsson schen Yin-Yang-Theorie , nach welcher es durch die Stimulation des Östrogenrezeptors β zu einer hemmenden oder modulierenden Antwort der östrogenen Wirkung von Östradiol und dem selektiven ERα-Agonisten kommen sollte.

The prevalence of obesity is dramatically increasing and thus constitutes a major risk factor for developing chronic diseases such as type 2 diabetes, dyslipidemia, cardiovascular diseases, and certain forms of cancer. High-caloric nutrition and a lack of physical activity are the main contributing factors for this global epidemic. Estrogen receptors (ERs) are recognized to be involved in many processes related to the control of energy homeostasis. In my studies, I investigated the impact of estrogens (17beta-estradiol (E2)) on energy homeostasis. Special emphasis was given to the effects of two synthetic ER subtype-selective agonists, 16alpha-LE2 (Alpha) and 8beta-VE2 (Beta), to determine to what extend the two distinct ER subtypes are involved in the underlying molecular mechanisms. Because of its estrogenic activity and also its widespread use as a nutritional supplement the influence of the isoflavone genistein (Gen) was examined. For this purpose two different female rat models were used: Wistar rats with nutrition-induced obesity and leptin resistant Zucker diabetic fatty (ZDF) rats. In both experiments, the animals were ovariectomized (OVX) and treated with vehicle (untreated controls) or the estrogenic compounds. The most important finding was that treatment of OVX animals with Beta enlarges soleus muscle fiber sizes in both animal models compared to untreated OVX animals. This anabolic effect may in turn improve the muscle/fat ratio of the body that enhances muscular uptake and utilization of fuels. By contrast, in the gastrocnemius muscle of OVX ZDF rats substitution with Alpha increased expression and distribution of the insulin-dependent glucose transporter 4 (GLUT4). Consequently, systemic insulin sensitivity in both animal models was improved by treatment with estrogenic compounds compared to untreated OVX animals. The strongest effect was observed in E2-treated rats that indicate an additive effect through activation of both pathways. In all OVX rats, treatment with either ER subtype-selective agonist showed an anti-lipogenic effect in adipose tissue, liver, and skeletal muscle of nutrition-induced obese Wistar rats in comparison to OVX animals without treatment. Decreased visceral fat mass, adipocyte sizes, serum leptin levels, triglyceride accumulation in liver and muscle as well as mRNA expression of genes that are involved in lipo-/adipogenesis reflected this. Therefore, the lower visceral fat mass as well as decreased accumulation of triglycerides in non-adipose tissues such as liver and skeletal muscle most likely contributes to the improved insulin sensitivity in such treated animals. Gen exerted effects similar to those of the ER beta-selective agonist (except on adipose tissue in Wistar rats). Especially, the similar ability to induce anabolic activity in the soleus muscle might be highly relevant. Gen-treated animals might have a more effective utilization of fuels compared to untreated OVX animals because they showed a lower TG content in muscle and liver as well as improved glucose metabolism. In conclusion, because of my studies and the fact that ER beta signaling is not involved in proliferation of uterus and mammary gland, an effective way to treat obesity and co-morbidities in postmenopausal women might be substances that only activate ER beta. A combination with physical activity may support the therapy of obesity and co-morbidities. The isoflavone Gen is able to activate both ER-subtypes. This compound is already placed on the market for treatment of postmenopausal complaints, although adverse effects of Gen cannot be excluded so far (e.g., increased risk of breast cancer). However, Gen might be a natural alternative – not only to the conventional hormone replacement therapy, but also as a strategy for treatment of obesity and co-morbidities – that deserves further research with respect to these new data. / Die dramatisch zunehmende Prävalenz der Adipositas und das damit verbundene Risiko für Folgeerkrankungen wie Diabetes mellitus, Hypertonie, Dyslipidämie und koronare Herzkrankheiten stellt eine große Herausforderung für das Gesundheitswesen dar. Als Hauptursache wird ein chronisches Missverhältnis der Energiehomöostase aufgrund permanenter Überernährung und Bewegungsmangel postuliert. Estrogene beeinflussen den Glukose- und Lipidstoffwechsel und sind somit in die Regulation des Energiehaushaltes involviert. Estrogene vermitteln ihre Effekte über zwei Estrogenrezeptor (ER)-Subtypen, den ER alpha und den ER beta. Ziel der vorliegenden Arbeit war es mittels tierexperimentellen Studien den Einfluss von Estrogenen, speziell 17beta-Estradiol, auf den Energiehaushalt zu untersuchen. Um einen tieferen Einblick in die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen zu erhalten, wurden zwei Subtyp-selektive ER-Agonisten, 16alpha-LE2 (Alpha) and 8beta-VE2 (Beta), synthetischer Herkunft eingesetzt. Aufgrund der estrogenen Aktivität und der Verfügbarkeit als Nahrungsergänzungsmittel wurde des Weiteren der Einfluss des Isoflavons Genistein untersucht. Für die Studien wurden zwei Tiermodelle genutzt: zum einen weibliche Wistar-Ratten mit ernährungsinduzierter Adipositas und zum anderen weibliche leptinresistente „Zucker diabetic fatty“ (ZDF)-Ratten. Die Tiere wurden ovarektomiert (OVX) und entweder mit einem Vehikel (unbehandelte Kontrolltiere) oder mit der entsprechenden estrogenen Substanz behandelt. Die interessanteste Erkenntnis war, dass im Vergleich zu unbehandelten OVX-Tieren beider Tiermodelle die Behandlung mit Beta zur Vergrößerung der Faserquerschnitte im Soleusmuskel führte. Dieser anabole Effekt könnte die muskuläre Aufnahme und Verwertung von Brennstoffmolekülen verbessern und sich insgesamt positiv auf die Körperzusammensetzung auswirken. Den stärksten Effekt hinsichtlich einer erhöhten Expression und Translokation des insulinabhängigen Glukosetransporters 4 (GLUT4) in die Zellmembran des Gastrocnemiusmuskels zeigte sich dagegen durch die Behandlung von OVX ZDF-Ratten mit Alpha. Im Endergebnis zeigten die Tiere beider Modelle durch die Behandlung mit estrogenen Substanzen eine verbesserte systemische Insulinsensitivität im Vergleich zu unbehandelten Kontrolltieren. E2-behandelte Tiere tolerierten die Glukose am besten und lassen einen additiven Effekt aufgrund der Aktivierung beider Signalwege vermuten. Im Vergleich zu unbehandelten OVX Wistar-Ratten führte die Behandlung mit E2 oder mit jeweils einem der beiden ER-Subtyp-selektiven Agonisten zu einer geringeren viszeralen Fettmasse, kleineren Fettzellen, niedrigeren Leptinspiegeln im Serum und geringeren Triglyzeridwerten in Leber und Muskel. Auf der Ebene der Genexpression waren zudem geringere mRNA-Spiegel von lipo- und adipogenen Genen messbar. Somit scheinen beide ER-Subtypen in die antilipogene Wirkung von E2 involviert zu sein. Sowohl die reduzierte viszerale Fettmasse als auch die geringere Anreicherung von Triglyzeriden in Leber und Muskel tragen sehr wahrscheinlich ebenfalls zur verbesserten Insulinsensitivität bei. Die Behandlung von OVX Tieren mit Gen führte zu ähnlichen Ergebnissen wie die Behandlung mit Beta. Eine alleinige Ausnahme stellte das Fettgewebe dar, da hier eine Gen-Behandlung keine antilipogenen/-adipogenen Effekte zeigte. Speziell die Fähigkeit von Gen ebenfalls anabol zu wirken, könnte die molekulare Grundlage sein, weshalb Gen-behandelte Tiere im Vergleich zu unbehandelten Tiere eine verbesserte Toleranz gegenüber Glukose und eine geringere Anreicherung von Triglyzeriden in Muskel und Leber zeigten. Der ER beta ist nicht in die estrogenvermittelte Proliferation von Uterus und Brustdrüse involviert. Vor diesem Hintergrund lassen meine Ergebnisse vermuten, dass eine Behandlung mit ER beta-selektiven Substanzen eine effektive Möglichkeit darstellt, um Adipositas und deren Folgeerkrankungen in postmenopausalen Frauen zu behandeln, ohne deren Risiko für estrogenabhängige Krebsformen zu erhöhen. Eine Kombination mit regelmäßiger körperlicher Aktivität könnte die Erfolge bei der Behandlung von Adipositas und deren Folgeerkrankungen noch maximieren bzw. eine geringere Dosierung der verwendeten Substanz bei gleichbleibendem Behandlungserfolg ermöglichen. Das Isoflavon Gen mit seiner Fähigkeit beide ERs zu aktivieren ist eine bereits auf dem Markt befindliche Substanz und wird zur Behandlung von postmenopausalen Beschwerden eingesetzt, obwohl mögliche negative Effekte (z.B. ein erhöhtes Brustkrebsrisiko) noch nicht abschließend geklärt sind. Falls diese Risiken von Gen ausgeräumt werden können, könnte diese Substanz eventuell eine kostengünstige Alternative darstellen, um sowohl postmenopausale Beschwerden als auch Adipositas und deren Folgekrankheiten zu behandeln.

Selon les lignes directrices de traitement de l'asthme pendant la grossesse, les beta2-agonistes inhalés à courte durée d’action (SABA) sont les médicaments de choix pour tous les types d’asthme [intermittent, persistant, léger, modéré et sévère] comme médicaments de secours rapide et dans la gestion des exacerbations aiguës. D’autre part, les beta2-agonistes inhalés à longue durée d’action (LABA) sont utilisés pour les patients atteints d'asthme persistant, modéré à sévère, qui ne sont pas entièrement contrôlés par des corticostéroïdes inhalés seuls. Malgré que plusieurs études aient examinées l’association entre les LABA, les SABA et les malformations congénitales chez les nouveau-nés, les risques réels restent controversés en raison de résultats contradictoires et des difficultés inhérentes à la réalisation d'études épidémiologiques chez les femmes enceintes. L'objectif de cette étude était d'évaluer l'association entre l'exposition maternelle aux SABA et LABA pendant le premier trimestre de grossesse et le risque de malformations congénitales chez les nouveau-nés de femmes asthmatiques. Une cohorte de grossesses de femmes asthmatiques ayant accouchées entre le 1er janvier 1990 et le 31 décembre 2002 a été formée en croisant trois banques de données administratives de la province de Québec (Canada). Les issues principales de cette étude étaient les malformations congénitales majeures de touts types. Comme issues secondaires, nous avons considéré des malformations congénitales spécifiques. L'exposition principale était la prise de SABA et/ou de LABA au cours du premier trimestre de grossesse. L'exposition secondaire étudiée était le nombre moyen de doses de SABA par semaine au cours du premier trimestre. L'association entre les malformations congénitales et la prise de SABA et de LABA a été évaluée en utilisant des modèles d’équations généralisées (GEE) en ajustant pour plusieurs variables confondantes reliées à la grossesse, l’asthme de la mère et la santé de la mère et du foetus. Dans la cohorte formée de 13 117 grossesses de femmes asthmatiques, nous avons identifié 1 242 enfants avec une malformation congénitale (9,5%), dont 762 avaient une malformation majeure (5,8%). Cinquante-cinq pour cent des femmes ont utilisé des SABA et 1,3% ont utilisé des LABA pendant le premier trimestre. Les rapports de cotes ajustées (IC à 95%) pour une malformation congénitale associée à l'utilisation des SABA et des LABA étaient de 1,0 (0,9-1,2) et 1,3 (0,9-2,1), respectivement. Les résultats correspondants étaient de 0,9 (0,8-1,1) et 1,3 (0,8-2,4) pour les malformations majeures. Concernant le nombre moyen de doses de SABA par semaine, les rapports de cotes ajustées (IC à 95%) pour une malformation congénitale était de 1.1 (1.0-1.3), 1.1 (0.9-1.3), et 0.9 (0.7-1.1) pour les doses >0-3, >3-10, and >10 respectivement. Les résultats correspondants étaient de 1.0 (0.8-1.2), 0.8 (0.7-1.1), et 0.7 (0.5-1.0) pour les malformations majeures. D'autre part, des rapports de cotes (IC à 95%) statistiquement significatifs ont été observés pour les malformations cardiaques (2.4 (1.1-5.1)), les malformations d'organes génitaux (6.8 (2.6-18.1)), et d'autres malformations congénitales (3.4 (1.4 à 8.5)), en association avec les LABA pris pendant le premier trimestre. Notre étude procure des données rassurantes pour l’utilisation des SABA pendant la grossesse, ce qui est en accord avec les lignes directrices de traitement de l’asthme. Toutefois, d'autres études sont nécessaires avant de pouvoir se prononcer sur l’innocuité des LABA pendant la grossesse. / According to asthma management guidelines during pregnancy, short-acting β2-agonists (SABA) are the drug of choice in all types of asthma [intermittent or persistent, mild, moderate and severe] as a quick reliever medication and in the management of acute exacerbations or emergency hospitalizations. On the other hand, long-acting β2-agonists (LABA) are used for patients with moderate and severe persistent asthma not fully controlled with inhaled corticosteroids alone. While many studies examined their associations with congenital malformations in newborns, the actual risks remain controversial due to the discordance between different risk reports and the difficulties in performing epidemiological studies on pregnant women. The objective of this study is to investigate the association between maternal exposure to SABA and LABA during the first trimester of pregnancy and the risk of congenital malformations in the newborns among asthmatic women. Through the linkage of three administrative databases from Québec, a cohort of pregnancies from asthmatic women insured by the RAMQ drug insurance plan was formed between January 1, 1990 and December 31, 2002. The primary outcomes were major and any congenital malformations and the secondary outcomes were specific malformations. The primary exposure was the separate exposure to SABA and LABA during the first trimester, while the secondary exposure was the average number of doses of SABA per week taken during the first trimester. The association between congenital malformations and SABA and LABA exposure was assessed using generalized estimating equation models while adjusting for sociodemographic, asthma, maternal and fetal variables. We identified 1242 infants with a congenital malformation (9.5%), 762 of which had a major malformation (5.8%) within the cohort formed of 13117 pregnancies. Fifty-five percent of the women used SABA during the first trimester, and 1.3% used LABA. The adjusted odds ratio (95% CI) for any malformation associated with the use of SABA and LABA were 1.0 (0.9-1.2) and 1.3 (0.9-2.1), respectively. The corresponding figures were 0.9 (0.8-1.1) and 1.3 (0.8-2.4) for major malformations. Regarding the average number of doses of SABA per week, the adjusted odds ratio (95% CI) for any malformation were 1.1 (1.0-1.3), 1.1 (0.9-1.3), and 0.9 (0.7-1.1) for doses >0-3, >3-10, and >10 respectively. The corresponding figures were 1.0 (0.8-1.2), 0.8 (0.7-1.1), and 0.7 (0.5-1.0) for major malformations. On the other hand, significant increased risks, odds ratio (95% CI), of cardiac malformations 2.4 (1.1-5.1), genital organ malformations 6.8 (2.6-18.1), and other congenital malformations 3.4 (1.4-8.5) were observed with LABA use in the 1st trimester. Our study adds evidence, in concordance with asthma management guidelines, to the safety of SABA during pregnancy. However, more research is needed before we can decide on the safety of LABA during pregnancy.

The active form of vitamin D, 1,25-dihydroxyvitamin D3 (1,25D), is a key calcium (Ca++) regulatory hormone. It is also associated with functions unrelated to Ca++ homeostasis. Here, special attention is paid towards the anticancer properties of 1,25D. 1,25D strongly inhibits the growth of well-differentiated head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) derived cell lines. However, advanced, less differentiated, HNSCC cell lines (e.g. SCC4) are partially resistant to 1,25D. Resistance to nuclear receptor (NR) agonists is a common event that occurs in other NR-related treatments. For example, some leukemias develop resistance to the usually effective retinoic acid (RA) treatment. However, treating RA-resistant cells with HDAC inhibitors (HDACi) sensitizes them to RA. Thus, this study aims to investigate how treatment with TSA, an HDACi, would affect the response of SCC4 cell lines to 1,25D. We found that TSA had a variety of effects on 1,25D-regulated gene expression. Combined treatment with 1,25D and TSA increased the expression of cell-cycle regulating proteins, but also enhanced the downregulation of key target genes. Given the potential of the 1,25D/HDACi combination in combating cancers, two chimeric compounds, each containing parts of 1,25D and an HDACi, were synthesized in collaboration with Dr. James Gleason (Dept. of Chemistry, McGill). These 1,25D analogs have the HDACi-like structure replacing the 1,25D side chain. Both compounds proved to be agonists of the vitamin D receptor. Moreover, the TSA-substituted compound, called triciferol, effectively induced a-tubulin as well as histones acetylation. This study underlines the potential of combining 1,25D and TSA in cancer treatment, and reveals that bi-functional 1,25D analogs can be produced with potentially enhanced therapeutic activity.

The rapid discovery of novel therapeutic agents, targeting the specific mechanism of cancer progression, invasion and angiogenesis, necessitates the development and validation of efficient techniques to assess the therapeutic efficacy of these drugs in vivo. Recently the development of dedicated PET scanners for the imaging of small animals, such as the microPET system (CTI Concorde R4), has allowed for the high-resolution functional and molecular imaging of murine and rodent models of disease. This study, investigates the ability of microPET imaging, using the 18F labelled 2-fluoro-2-deoxyglucose (FDG) PET tracer, to detect the therapeutic efficacy of novel targeted therapies in a rat model of glioma. This technique potentially allows for the rapid and high-throughput assessment of tumour response and evaluation of efficacy of such therapeutic agents in vivo at the pre-clinical stage and will, consequently, facilitate the translation of these novel drugs from the discovery to the clinical phases. / La découverte accélérée de nouvelles molécules thérapeutiques qui ciblent lesmécanismes de progression du cancer tels que l'invasion et l'angiogenèse, nécessite lamise au point et la validation de techniques efficaces qui permettent d'évaluer l'efficacitéthérapeutique de ces agents in vivo. Le développement récent des scanners detomographie à émission de positron (TEP) dédiés à l'imagerie de petits animaux(microPET, CT! Concorde R4), permet aujourd'hui d'obtenir une image fonctionnelle etmoléculaire de haute résolution des modèles rongeurs. Cette étude s'intéresse au potentieldu 18F-2-fluoro-2-deoxyglucose (FDG) en utilisant l'imagerie microPET dansl'évaluation de l'efficacité de nouveaux agents thérapeutiques dans un modèle de gliomechez le. rat. Cette technique pourrait éventuellement mener à une évaluation rapide et àgrande échelle de la réponse tumorale, ainsi que la mesure de l'efficacité d'agentsthérapeutiques in vivo au stade d'étude préclinique. Globalement, cette étude a pour butde faciliter la transition entre la découverte de nouvelles molécules thérapeutiques et leursapplications cliniques.

Diss. (sammanfattning) Linköping : Linköpings universitet, 2004. / Härtill 5 uppsatser.