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Variabilité phénotypique et épissage : combinaison d'analyses in vitro et in silico du gène CFTR / Phenotypic variability and splicing : combined in vitro and in silico analyses of the CFTR geneAissat, Abdelrazak 30 October 2012 (has links)
Depuis plusieurs décennies, l’étude des conséquences des mutations pathogéniques a permisnon seulement de définir l’origine de nombreuses maladies génétiques humaines, héréditaires ou non,mais également de contribuer à l’interprétation de la variabilité phénotypique inter-individus au seind’une pathologie donnée. Les mutations induisant une perte de fonction de la protéine synthétisée ouune protéine incomplète ont été et sont encore les plus étudiées. Avec l’introduction des technologiesde séquençage à haut-débit, le nombre de variants faux-sens, silencieux ou introniques détectés auniveau des gènes humains augmente de façon continue. Distinguer les variations nucléotidiques quivont modifier significativement un phénotype de celles qui seront neutres est un véritable défi pour larecherche.De nombreuses variations nucléotidiques à signification clinique inconnue ont été identifiéesparmi les près de 2000 mutations décrites au niveau du gène CFTR (Cystic Fibrosis Transmembraneconductance Regulator) responsables de la mucoviscidose. Certaines de ces variations vont avoir unimpact sur les transcrits ARN modifiant leur qualité et leur quantité et par conséquent l’expression dugène CFTR. Elles vont notamment affecter l’épissage de l’ARN pré-messager en altérant des signauxreconnus par la machinerie cellulaire et perturber la fidélité de ce mécanisme. Malgré un recul de plusde 20 ans dans la description de la corrélation génotype-phénotype dans cette maladie, de nombreuxphénotypes inattendus et atypiques sont observés. Ils peuvent être dus à des facteurs autres que desvariations génotypiques, mais sans l’accès direct aux transcrits des individus porteurs de tels variants,il est difficile de mesurer les conséquences de ces variations sur la synthèse et la maturation de l’ARN.L’objectif de ce travail de thèse a été de montrer, par des approches in vitro etbioinformatiques, comment des variations nucléotidiques au sein du gène CFTR peuvent impacter surl’épissage de l’ARN pré-messager. Ce travail a permis dans un premier temps la découverte demécanismes d’épissage inattendus modificateurs de phénotypes sévères attendus pour une mutationnon-sens. En effet, par un épissage alternatif subtil de trois nucléotides au niveau d’un site d’épissageen tandem, le codon stop se retrouve délété et aboutit à des transcrits fonctionnels expliquant lesphénotypes modérés. Dans un second temps, nous avons montré que plusieurs mutations non-sensportées par le même exon 15 impactaient différemment sur l’épissage de l’ARN en modifiantsignificativement le taux d’inclusion de cet exon. La connaissance préalable des ratios de transcritsincluant ou non l’exon peut améliorer l’efficacité des traitements correcteurs de codons stopprématurés en les combinant avec des traitements modulateurs de l’épissage augmentant le taux detranscrits correctibles. Dans un troisième et dernier temps, une combinaison d’analyses in silico et invitro des exons du gène CFTR a permis de détecter des exons porteurs de signaux d’épissage plusfaibles les rendant plus sensibles à des mutations exoniques d’épissage. Des mutations faux-sens auniveau de l’exon 3 ont par exemple été montrées comme favorisant l’exclusion de cet exon, diminuantle taux de transcrits fonctionnels.L’ensemble de ces travaux a contribué à comprendre les conséquences de mutations au niveaude l’épissage du gène CFTR sur les variations du phénotype. La connaissance améliorée des variationspossibles du phénotype rattaché à un génotype donné permettra non seulement de prédire l’évolutionde la maladie, mais également d’ajuster et de proposer des thérapies personnalisées selon la mutationportée par le patient. / Over the past decades, studying the consequences of pathogenic mutations has allowed not only todefine the origin of several genetic diseases, but also to contribute to understand the phenotypicvariability between individuals within a disease. The CFTR gene was extensively analyzed since 1989,but among the over 1,900 mutations identified, the current challenge is to classify them as diseasecausingor neutral. These variants of unknown clinical significance (UVs) can alter multiple processes,from gene transcription to RNA splicing or protein function. The CFTR gene needs to include intactversions of all its 27 exons to be functional, and any mutation affecting its splicing process will reducethe amount of functional full-length transcripts. Previous studies have shown that mutations withinsome CFTR exons increase exon skipping. We hypothesized that a number of UVs occurring in otherCFTR exons could indeed affect splicing. By combining in vitro and bioinformatics approaches, weshowed how nucleotide variations within the CFTR gene could impact on the splicing of its premRNA.This work enabled us to provide the first experimental evidence of a premature terminationcodon removal by alternative splicing at a NAGNAG acceptor splice site. This unexpected phenotypemodifyingmechanism explains the much milder phenotype severity than expected for a nonsensemutation. The correction of premature termination codons (PTCs) by agents that promote readthroughrepresents a promising emerging tool for the treatment of many genetic diseases. Having demonstratedthat nonsense mutation could cause aberrant splicing, we postulated that the efficiency of thereadthrough treatment could be due not only to the stop codon itself but also to the amount ofcorrectible transcripts. We showed that a subset of nonsense mutations within the CFTR exon 15 has adifferent impact on the splicing efficiency by modifying the inclusion rate of this exon anddemonstrated that the total amount of transcripts together with the splicing profile should be assessedto anticipate and improve efficacy of readthrough therapy in CF patients. Finally, in order to anticipatethe occurrence of “splicing-causing” mutations, we used a combination of in silico and in vitroanalyses of all CFTR exons and pinpointed those harboring weak splicing signals, which render themmore sensitive to exonic splicing mutations.All these studies contribute to expand our knowledge on the phenotypic variability due to alternativesplicing of the CFTR gene. These studies will lead not only to predict the evolution of a disease, butalso to adjust therapy according to the mutation of each patient.
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Régulation épigénétique du gène CFTR / Epigenetic regulation of CFTR geneBergougnoux, Anne 16 December 2013 (has links)
La mucoviscidose (CF) est causée par des mutations sur le gène CFTR codant pour une protéine indispensable au maintien de l'homéostasie des transports hydro-électrolytiques au sein de l'épithélium des organes cibles de la pathologie, dérivés de l'endoderme (poumon, pancréas, appareil reproducteur). Entre ces différents tissus et au cours du développement fœtal, l'expression du gène varie, particulièrement dans le tissu pulmonaire où une répression est observée à l'âge adulte.Ce travail propose dans une première partie la caractérisation des modifications épigénétiques associées à la régulation spatio-temporelle physiologique de l'expression du gène CFTR dans les tissus humains sains adultes et fœtaux. Les résultats obtenus soulignent le rôle important des modifications post-traductionnelles des histones dans la régulation in vivo. Nous avons notamment observé i) un équilibre fin entre marques d'ouverture (acétylation) et de fermeture (H3K27Me3) de la chromatine sur la région promotrice du gène CFTR et ii) l'acétylation significative de régions cis-régulatrices intragéniques.La deuxième partie de ce travail consiste en l'évaluation des effets du SAHA, un inhibiteur d'histones déacétylases (HDACi) dans un modèle ex vivo d'épithélium nasal de patients atteints de mucoviscidose. Les résultats montrent que le SAHA ne restaure pas l'adressage membranaire de la protéine CFTR en contexte pathologique mucoviscidose (mutation p.(Phe508del)) dans des cellules CF différenciées en épithélium ex vivo. De plus, le SAHA induit une modification du profil inflammatoire des épithélia et une dé-différenciation épithéliale dans le modèle ex vivo montrant que les mécanismes d'action de cette molécule sont multiples et réversibles.Ce travail souligne la nécessité d'analyser in vivo les mécanismes physiopathologiques impliqués dans la mucoviscidose et d'évaluer l'impact des molécules thérapeutiques sur les protéines endogènes dans un modèle d'épithélium différencié. / Cystic fibrosis (CF) is caused by mutations in the CFTR gene encoding for a protein essential to maintain the homeostasis of fluid and electrolyte transport in the epithelium of endoderm-derived organs (lung, pancreas, reproductive tract) that are affected in CF patients. CFTR expression greatly varies between these tissues and during fetal development, particularly in the lung where repression is observed in adulthood .In the first part of this work, we characterized epigenetic modifications associated with the spatio-temporal regulation of CFTR gene expression in healthy human adult and fetal tissues. Our results emphasize the important role of histone post-translational modifications in this regulation in vivo. Specifically, we observed i) a fine balance between active (acetylation) and repressive (H3K27Me3) marks in the promoter region and ii) significant acetylation in intragenic cis-regulatory regions.In the second part of this work, we evaluated the effects of SAHA, a histone deacetylase inhibitor (HDACi) in an ex vivo model of nasal epithelium of CF patients. Our results show that SAHA can not restore CFTR protein to the apical membrane in a p.(Phe508del)-CFTR context in ex vivo CF differentiated epithelial cells. In addition, SAHA induces a change in the inflammatory profile of epithelia and epithelial dedifferentiation in the ex vivo model showing that the mechanisms of action of this molecule are multiple and reversible.This work highlights the need to analyze in vivo the pathophysiological mechanisms involved in Cystic Fibrosis and to evaluate the impact of therapeutic molecules on the endogenous proteins in a differentiated epithelium model.
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Fibrose et insuffisance cardiaque / Fibrosis and cardiac insufficiencyEschalier, Romain 04 October 2013 (has links)
Ce travail de thèse avait pour objectif d'évaluer l'intérêt des peptides collagéniques sanguins dans différentes populations à haut risque de développer une insuffisance cardiaque (patients présentant une obésité abdominale ou en post-infarctus du myocarde) ou déjà symptomatiques (post-infarctus du myocarde). En effet la fibrose myocardique est un élément essentiel de l'évolution péjorative de l'insuffisance cardiaque.Ces travaux ont permis de montrer la pertinence clinique des dosages sanguins des peptides collagéniques tout au long du processus de l'insuffisance cardiaque : du stade asymptomatique aux stades symptomatiques. Nous avons mis en évidence, à travers l'expression des peptides collagéniques que : 1/ des patients asymptomatiques ayant une obésité abdominale présentent un remodelage cardiaque précoce tant structurel que fonctionnel (augmentation de la masse ventriculaire gauche, dysfonction diastolique associée au PIIINP) : R2C2 Study. 2/ le ratio PIIINP/ICTP ≤ 1, mesuré 1 mois après un infarctus, est indépendamment associé à la survenue d'un remodelage ventriculaire gauche à un an et améliore la prédiction de survenue d'évènements cardiovasculaires (décès cardiovasculaires et hospitalisation pour décompensation cardiaque) à 3 ans : REVE-2 study. 3/ les antagonistes des récepteurs aux minéralocorticoïdes (éplérénone), traitement anti-fibrotique par excellence, sont efficaces et sûrs (hyperkaliémie et insuffisance rénale) chez des patients à haut risque de remodelage et de complications: EMPHASIS-HF study. Ce travail doit conduire à la validation dans d'autres populations du rôle prépondérant de la fibrose mais surtout au bénéfice thérapeutique des classes anti-fibrotiques dans l'insuffisance cardiaque. / No abstract available
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Mécanismes fonctionnels et signalisation intracellulaire dans les maladies allergiques et inflammatoires chez l'hommeGernez, Yaël 05 September 2011 (has links)
La première partie de ce travail se centre sur la recherche de tests sanguins (reposant sur les granulocytes) de dépistage, de suivi et d’efficacité thérapeutique dans différentes maladies allergiques. Elle débute par un travail réalisé dans la maladie asthmatique. Elle se poursuit par l’étude du rôle des granulocytes (polynucléaires neutrophiles et/ou polynucléaires éosinophiles et/ou basophiles) dans deux maladies allergiques : l’oesophagite à éosinophiles et les allergies alimentaires. Chez des patients atteints d’oesophagite à éosinophiles, nous avons étudier le profil d’activation des éosinophiles sanguins et de l’œsophage. Nous nous sommes focalisés sur certains marqueurs d’activation de surface (CD66b) et sur certains phosphoépitopes d’intérêt (Ph-STAT1 et Ph-STAT6). Nous avons démontré que les éosinophiles sanguins avaient un profil spécifique dans cette maladie. Enfin, cette première partie s’achève par deux études portant sur les basophiles sanguins dans les allergies alimentaires, plus précisément, dans les allergies aux fruits à coques ; Nous avons développé de nouveaux potentiels tests de dépistage de patients atteints d’allergies alimentaires, d’identification des allergènes responsables ainsi que de potentiels marqueurs d’évaluation d’efficacité de nouvelles thérapeutiques dans les allergies alimentaires par l’utilisation des marqueurs d’activation de surface des basophiles.La deuxième partie se centre principalement sur le rôle des polynucléaires neutrophiles (PNN) du sang et des voies aériennes des patients atteints de mucoviscidose. La mucoviscidose est la maladie génétique autosomique récessive la plus fréquente dans l’Europe du nord. Son pronostic est étroitement lié à l’atteinte pulmonaire, qui se caractérise par des infections à répétition, une obstruction et une inflammation à PNN. Notre équipe a tout d’abord démontré que les PNN sanguins de patients atteints de mucoviscidose présentaient un déficit en glutathion. Nous avons donc réaliser un essai clinique de phase IIa ou, N-acétyl-cystéine (précurseur du glutathion) était donné, à forte dose et par voie orale à des patients atteints de mucoviscidose. Ce traitement par N-acétyl-cystéine pendant douze semaines a permis une correction du déficit des PNN sanguins en glutathion. Cette correction de l’excès de stress oxydatif au sein des PNN a permis une diminution significative du nombre d’exacerbation chez les patients atteints de mucoviscidose. En revanche, possiblement en raison de la courte durée de ce traitement, aucune différence significative ne fut observée au niveau des paramètres de fonction respiratoire, tels que le VEMS. De plus, nous avons démontré que les PNN des voies aériennes des patients atteints de mucoviscidose dysfonctionnaient. En effet, alors qu’il était rapporté dans la littérature que les PNN nécrotiques des voies aériennes larguaient de manière passive l’élastase et la myélopéroxidase, nous avons démontré que les PNN vivants larguaient de manière active ces deux enzymes, dont la présence est en étroite corrélation avec le déclin de la fonction pulmonaire.. Nous avons alors émis l’hypothèse que les PNN, lors de leur migration du sang vers les voies aériennes, s’activaient anormalement. Nous avons donc décider d’étudier leurs cascade d’activations intracellulaire. Nous avons ainsi démontré que les PNN des voies aériennes des patients atteints de mucoviscidose présentaient une régulation positive de la voie mTOR. mTOR étaient possiblement activé par la pléthore d’acides aminés présents dans le poumon mucoviscidosique. mTOR pourrait refléter une possible survie prolongée des PNN des voies aériennes du poumon mucoviscidosique. Ces PNN pourraient aussi secréter de nouvelles protéines, alors même qu’ils sont « conventionnellement » définis comme cellules terminallement différenciées. [...] / Summary of the first part. We hypothesized that granulocytes were not only playing an effector role in atopic diseases, but also a regulatory role. Furthermore, we proposed that granulocytes, due to their rapid activation response, could be used in rapid non-invasive whole blood assays for Allergic Asthma (AA), Food Allergy (FA) and Eosinophillic Esophagitis (EoE), three allergic diseases. We first studied asthma. Then, we explored the profil of activation of blood eosinophils in patients with EoE. We explored some activation surface markers (CD66b) and some intracellular phosphoepitopes of interest (Ph-STAT1 and Ph-STAT6). We then focused our attention on blood basophils in food allergy. We developped a potential blood basophil assay (based on two basophil activation surface markers, CD203c and CD63), which could discriminate a patient with food allergy, which could also identify the offending allergen and, which could monitor the effect of new therapy.Summary of the second part. We focused our attention on the role of the blood and sputum neutrophils in cystic fibrosis (CF). Cystic fibrosis is the most frequent disease in Caucasians. While CF affects all exocrine organs throughout the body, its lung manifestation represents the main cause of morbidity and mortality. We first discovered that blood neutrophils were deficient in glutathion. We therefore started a clinical phase IIa, where N-acetyl-cystein were given orally in high dose to patients with CF for twelve weeks. Thanks to this regimen, the deficit in glutathion in blood PNN disappeared. The number of exacerbations significantly decreased, however, no positive effect were observerd on the lung function. Furthermore, we demonstrated that profound functional and signaling changes readily occur within viable PNN recruited to CF airways, compared to their blood counterparts. For a long time, neutrophil dysfunction in CF airways has been equated with necrosis and passive release of elastase, DNA and, actin. However, we established recently by direct ex vivo analysis of airway neutrophils from CF patients that a large fraction of these cells are viable and appear to actively release these enzymes-containing granules. We also show that neutrophils that entered CF airways have increased phosphorylation of key effectors in the amino acid-regulated mammalian target of rapamycin (mTOR) pathway. An upregulation of the mTOR pathway might reflect an increase of the survival of the neutrophils in the airways. Another common view of peripheral neutrophils is that of terminally differentiated population, with little if any ability to become anabolic. However, we outlined the ability of human neutrophils to modify their transcriptional profile upon migration to the lung in CF. The last part of these thesis is a combination of knowledge that we acquired on the blood basophils in food allergy and on the neutrophils from the airways of patients with CF. We are currently trying to develop an unmet need blood (basophil) test which could discrimate the CF patients with allergic bronchopulmonary aspergillosis. We are also trying to understand the role of airways neutrophils and eosinophils in the pathogenese of these disease.
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Transforming growth factor beta 1 modulates electrophysiological parameters of vas deferens epithelial cellsYi, Sheng January 1900 (has links)
Doctor of Philosophy / Department of Anatomy and Physiology / Bruce Schultz / Transforming growth factor β1 (TGF-β1) is a cytokine that reportedly affects the severity of cystic fibrosis lung disease. The goal of this project was to define the effect of TGF-β1 on vas deferens, an organ that is universally affected in male cystic fibrosis patients.
In the first study, experiments were conducted using freshly isolated porcine vas deferens epithelial cells. Primary porcine vas deferens epithelial cells exposed to TGF-β1 exhibited a significantly reduced basal transepithelial electrical resistance (Rte). TGF-β1-induced reduction in Rte was prevented by SB431542, a TGF-β receptor I inhibitor, indicating that the effect of TGF-β1 requires the activation of TGF-β receptor I. Western blot and immunohistochemistry results showed the expression of TGF-β receptor I in native vas deferens epithelia, indicating that the impaired barrier function and anion secretion that were observed in cultured vas deferens cells can likely be observed in the native context. Immunohistochemical outcomes showed that TGF-β1 exposure led to loss of organization of tight junction proteins occludin and claudin-7. These outcomes suggest that TGF-β1 impairs the barrier integrity of epithelial cells lining the vas deferens.
In a parallel study that employed PVD9902 cells that are derived from porcine vas deferens, TGF-β1 exposure significantly reduced anion secretion stimulated by forskolin, forskolin/IBMX, and 8-pCPT-cAMP, suggesting that TGF-β1 affects downstream targets of the cAMP signaling pathway. Real-time RT-PCR and western blot analysis showed that TGF-β1 exposure reduced both the mRNA and the protein abundance of cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR). Pharmacological studies showed that the inhibitory effect of TGF-β1 on forskolin-stimulated anion secretion was abrogated by SB431542 and attenuated by SB203580, a p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) inhibitor. These outcomes suggest that TGF-β1, via the activation of TGF-β receptor I and p38 MAPK signaling, reduces CFTR expression, and thus impairs CFTR-mediated anion secretion.
Outcomes from these studies suggest that, in epithelial cells lining the vas deferens, TGF-β1 exposure leads to an impaired physical barrier and/or reduced anion secretion, which is expected to modify the composition and the maintenance of the luminal environment and thus, is expected to reduce male fertility.
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Biophysical studies of m2glyr modified sequences: The effect of electrostatics on ion channel selectivityBukovnik, Urska January 1900 (has links)
Doctor of Philosophy / Department of Biochemistry / John M. Tomich / Channel replacement therapy represents a new treatment modality that could augment existing therapies against cystic fibrosis. It is based on designing synthetic channel-forming peptides (CFPs) with desirable selectivity, high ion transport rates and overall ability to supersede defective endogenous chloride channels. We derived synthetic CFPs from a peptide initially reconstituted from the second transmembrane segment of the α-subunit of Glycine receptor (M2GlyR). Our best candidate peptide NK4-M2GlyR T19R, S22W (p22-T19R, S22W) is soluble in aqueous solutions, has the ability to deliver itself to the epithelial cell membranes without the use of a delivery system, is non-immunogenic, but when assembled into a pore, lacks the structural properties for anion selectivity. Previous findings suggested that threonine residues at positions 13, 17 and 20 line the pore of assembled p22-T19R, S22W and recent studies indicated that an introduction of positively charged 2, 3-diaminopropionic acid (Dap) at either T13 or T17 in the sequence increases transepithelial ion transport rates across the apical membranes of Madin-Darby canine kidney (MDCK) epithelial cells. This study focused on further structural modifications of the pore-lining interface of p22-T19R, S22W assembled pore. It was hypothesized that singly, doubly or triply introduced Dap residues modify the pore geometry and that their positively charged side chains impact discrimination for anions. Dap-substituted p22-T19R, S22W peptides retain the α-helical secondary structure characteristic for their parent p22-T19R, S22W. The sequences containing multiple Dap-substituted residues induce higher short circuit current across the epithelial MDCK cells compared to peptides with single Dap-substitutions or no Dap-substitutions. Whole-cell voltage clamp recordings using Xenopus oocytes indicate that Dap-substituted peptide assemblies induce higher levels of voltage-dependent but non-selective ion current relative to p22-T19R, S22W. Studies using the D-enantiomer of p22-T19R, S22W and shorter truncated sequences of a full length L-p22-T19R, S22W and L-Dap-substituted peptides provided evidence that peptide-induced ion transport rates can be attributed to formation of de novo pathways. Results of preliminary computer modeling studies indicate that Dap residues affect the pore geometry but not ion selectivity. Future studies focusing on modifying the existing electrostatic environment towards anion selectivity will focus on staggering the charged residues of Dap at various locations inside synthetic pores.
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Transcriptional regulation of cardiac extracellular matrix gene expression and fibroblast phenotype by scleraxisAdhikari Bagchi, Rushita 18 April 2016 (has links)
Cardiac fibrosis contributes to heart failure by dramatically impairing cardiac function, increasing patient morbidity and mortality. The primary fibrillar collagen expressed in the heart is type I, and increased collagen synthesis is the hallmark of cardiac fibrosis. Our laboratory has shown that the transcription factor scleraxis is sufficient to regulate the gene encoding collagen Iα2. The present thesis identifies and focuses on three key functions of scleraxis in the heart. First, we show that scleraxis is required for production of the cardiac extracellular matrix. Using in vitro and in vivo models, we observed a significant upregulation/reduction of matrix genes in response to induction/loss of scleraxis gene function respectively. In fact, scleraxis overexpression was sufficient to rescue matrix synthesis in scleraxis-null cells. In a murine model of cardiac pressure overload, scleraxis gene deletion blunted the induction of fibrotic collagen gene expression. Second, we provide evidence that scleraxis governs fibroblast-myofibroblast phenotype transition and fibroblast number. Scleraxis gene induction promoted cardiac myofibroblast phenoconversion while knockdown reduced myofibroblast marker gene expression. Scleraxis exerts direct transcriptional control on the a-smooth muscle actin gene-an established marker of myofibroblasts. Scleraxis null mice exhibited a dramatic reduction in cardiac fibroblast numbers- this is attributed to impairment of the epithelial-to-mesenchymal transition program which was marked by a corresponding loss of mesenchymal markers and increased epithelial markers. Loss-of-function experiments using primary cardiac proto-myofibroblasts recapitulated this paradigm, whereas scleraxis gene induction showed a reciprocal effect on mesenchymal markers. Third, data from this study supports the required role of scleraxis in the TGFb/Smad signaling pathway. Scleraxis is strongly upregulated by the potent pro-fibrotic cytokine TGFb, and works synergistically with the canonical Smad signaling pathway to increase Col1a2 expression by cardiac fibroblasts and myofibroblasts. Smad3 induced expression of the fibrillar collagens – an effect that was significantly attenuated following scleraxis knockdown. Smad3 binding to the Col1a2 gene promoter was significantly reduced in scleraxis null hearts. This study involved a comprehensive series of in vitro and in vivo experiments, and is the first to identify scleraxis as a key regulator of multiple fibroblast functions and a potential future target for therapeutic intervention in cardiac fibrosis. / May 2016
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Novel Computational Protein Design Algorithms with Applications to Cystic Fibrosis and HIVRoberts, Kyle Eugene January 2014 (has links)
<p>Proteins are essential components of cells and are crucial for catalyzing reactions, signaling, recognition, motility, recycling, and structural stability. This diversity of function suggests that nature is only scratching the surface of protein functional space. Protein function is determined by structure, which in turn is determined predominantly by amino acid sequence. Protein design aims to explore protein sequence and conformational space to design novel proteins with new or improved function. The vast number of possible protein sequences makes exploring the space a challenging problem. </p><p>Computational structure-based protein design (CSPD) allows for the rational design of proteins. Because of the large search space, CSPD methods must balance search accuracy and modeling simplifications. We have developed algorithms that allow for the accurate and efficient search of protein conformational space. Specifically, we focus on algorithms that maintain provability, account for protein flexibility, and use ensemble-based rankings. We present several novel algorithms for incorporating improved flexibility into CSPD with continuous rotamers. We applied these algorithms to two biomedically important design problems. We designed peptide inhibitors of the cystic fibrosis agonist CAL that were able to restore function of the vital cystic fibrosis protein CFTR. We also designed improved HIV antibodies and nanobodies to combat HIV infections.</p> / Dissertation
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Modulation of Cardiac Fibroblast to Myofibroblast Transition by Rho-Associated Kinases ROCK1 and ROCK2Hartmann, Svenja 18 October 2016 (has links)
No description available.
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Marqueurs non-invasifs de stéatose et fibrose hépatique / Non-invasive markers of steatosis and liver fibrosis.Perazzo Pedroso Barbosa, Hugo 14 March 2014 (has links)
Les méthodes non invasives d'évaluation des lésions tissulaires hépatiques les plus utilisées et les mieux validées sont l'élastométrie et le FibroTest. La stéatopathie non-alcoolique (NAFLD) est devenue la forme la plus fréquente de maladie hépatique. Différentes études suggèrent que la NAFLD est associée à un risque accru de mortalité, en particulier d'origine cardiovasculaire. Les objectifs de cette thèse étaient 1) de mieux définir certaines limites des méthodes non invasives d'évaluation de la fibrose hépatique; 2) d'évaluer la valeur pronostique du FibroTest et d'un biomarqueur de stéatose, le SteatoTest chez les patients ayant un diabète et/ou une dyslipidémie. Le travail réalisé a permis de montrer une variabilité interobservateur notable de l'élastométrie entre deux opérateurs expérimentés dans l'hépatite chronique virale C. La stéatose du foie, estimée par le SteatoTest, a été identifiée comme un facteur indépendant associé à la surestimation de la fibrose du foie par l'élastométrie chez les sujets ayant un diabète de type 2. Nous avons également mis en évidence une variabilité du test APRI et l'impact de l'activité nécrotico-inflammatoire sur ce test dont la formule comprend l'aspartate transaminase exprimée en multiple de la normale dans l'hépatite chronique virale C. Chez des patients à haut risque de NAFLD, nous avons pu démontrer la valeur pronostique à 10 ans du FibroTest et du SteatoTest, pour prédire la mortalité globale indépendamment des facteurs métaboliques. Le FibroTest était également prédictif de la mortalité d'origine hépatique et de l'incidence des complications cardiovasculaires et le SteatoTest de la mortalité d'origine cardiovasculaire / Several non-invasive methods have been proposed to replace liver biopsy. Transient elastography and FibroTest are the most widely used and best validated non-invasive methods to assess liver fibrosis. Subjects with metabolic disorders such as type-2 diabetes or dyslipidemia, have a high risk of non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). Evidence was previously provided to indicate that NAFLD is associated with an increased risk of cardiovascular disease and overall mortality. The aims of this thesis were. 1) to evaluate the main limitations of non-invasive methods to assess liver fibrosis. 2) to evaluate the prognostic value of liver biomarkers, such as FibroTest and SteatoTest, in patients with type-2 diabetes and/or dyslipidemia. We demonstrated a marked interobserver variability of transient elastography between two experienced operators in chronic hepatitis C. Hepatic steatosis, estimated by SteatoTest, was identified as an independent factor associated with an overestimation of liver fibrosis by transient elastography in patients with type-2 diabetes. We could also show the variability of the APRI test, based on the expression of aspartate aminotransferase relative to the upper limit of normal and the risk of overestimating fibrosis stage by this test due to necro-inflammatory activity in chronic hepatitis C. We reported that FibroTest and SteatoTest had a 10-year prognostic value for prediction of overall mortality independently of metabolic factors in patients at high risk of NAFLD. FibroTest was also predictive of liver-related death and incidence of cardiovascular events. In addition, SteatoTest had a prognostic value for cardiovascular-related death.
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