M.Tech. (Homoeopathy) / The ability to consume oxygen during exercise relies on the functionality of the cardiorespiratory system to deliver oxygen to the working muscles and therefore generate ATP or energy (Astrand et al., 2003). Performance enhancement drugs are becoming increasingly popular as athletes are under extreme pressure to enhance their performance (Shermer, 2008). The purpose of this study was to look for a safe alternative to increase oxygen consumption during exercise. The aim included determining whether the homeopathic remedy Arsenicum album 200CH had an effect on oxygen consumption during submaximal cycling. The study consisted of 32 healthy participants who were randomly divided into a control (placebo) or experimental (treatment) group. Two baseline tests were performed where no medication (remedy or placebo) was given two days apart and the average of the two were taken as the baseline average. After a further two days, the first medication test was conducted after participants were given the treatment 5 minutes prior to testing to ascertain the immediate effect of the medication. The last test was performed after one week of administering where the medication was given twice daily to distinguish what the prolonged effect of the medication was on oxygen consumption. The test consisted of a warm-up at 25-Watts for women and 50-Watts for men, the test included cycling at 3 minute increments where the wattage was increased every 3 minutes by 25-Watts until the participants reached their age-predicted maximum. When this maximum was reached, the wattage was decreased to the warm-up wattage and a cool-down commenced. Heart rate was recorded every minute and documented. The participant was also asked to rate their perceived rate of exertion at the end of every 3minute stage, as a subjective measurement. Although the time periods of administration yielded different results, both were statistically insignificant. The immediate administration showed a negative trend whereas the prolonged administration showed a positive trend in the treatment group after one week. Despite not showing statistical significance, it warrants additional research over a longer period of time.

Moxifloxacin is considered to be a broad-spectrum fluoroquinolone due to its activity against both gram positive and gram negative bacteria. Importantly this agent is currently being evaluated in ongoing clinical trials in South Africa and South America as a treatment for Moxifloxacin is considered to be a broad-spectrum fluoroquinolone due to its activity against both gram positive and gram negative bacteria. Importantly this agent is currently being evaluated in ongoing clinical trials in South Africa and South America as a treatment for pulmonary tuberculosis, with the specific objective of decreasing the duration of chemotherapy. However, relatively little is known about the effects of moxifloxacin on host defenses, particularly innate protective mechanisms, involving neutrophils. The primary theme of the laboratory research presented in this dissertation was to investigate the role of moxifloxacin in modulating the host immune system, specifically neutrophil protective functions, as well as lymphocyte proliferation and cytokine production (IL-1, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-10, IL-12, IL13, IL-17, IFN-γ, GM-CSF, G-CSF, TNF-α, and MCP-1). The generation of reactive oxidants and elastase release by neutrophils activated with the chemoattractant, fMLP, or the phorbol ester, PMA, were assayed using luminol- and lucigenin-enhanced chemiluminescence (LECL) and colorimetric procedures, while alterations in cytosolic Ca2+ concentrations were monitored by radiometric (45Ca2+) procedures. Moxifloxacin (1-20 ㎍/ml) was found to have no significant priming or inhibitory effects on oxidant generation by human neutrophils activated with fMLP or PMA, while elastase release was increased at the highest concentrations of the antibiotic. The magnitude of efflux or store-operated Ca2+ influx was unaffected following activation of neutrophils with fMLP. Moxifloxacin at all concentrations tested, did not affect either lymphocyte proliferation or CD25 expression by PHA-activated mononuclear leukocytes (MNLs). Similarly, none of the cytokines measured were significantly affected by moxifloxacin, either in the absence or presence of PHA, compatible with a lack of effect of this agent on Th1 and Th2 lymphocytes. In conclusion, this study suggests that moxifloxacin, at therapeutic doses, does not affect the protective functions of human neutrophils and lymphocytes. / Dissertation (MSc (Medical Immunology))--University of Pretoria, 2007. / Immunology / unrestricted

Cancer is the second leading cause of death in the United States. The risk of cancer development and subsequent death from the disease increases sharply in the population over 55 years of age(1). Coagulation problems also increase with age and have been implicated in increasing the metastatic spread of cancer. Although cancer treatment has improved constantly it still remains quite toxic and improvement are needed Mouse mammary tumor is a common form of cancer used for experimental animal study. This investigation was designed to study the nature of leukocytic response to mouse mammary tumor implants in C3H/HeJ mice with and without anticoagulants. The main thrust of the research was in three areas: first, to develop a background in light microscope morphology of spontaneous mouse mammary tumor and its change with first and second passage into normal mice; second, to analyze change in leukocytic response in sham operated, tumor- and liver-implanted mice; and third, to analyze changes in leukocytic response to tumor implants with and without anticoagulation.

The purpose of this study is to determine the optimum conditions for obtaining a leukocyte button which most effectively will be subsequently labelled with 111In oxine. As in all radiopharmaceuticals, the highest radiopharmaceutical purity, or the fraction of total radioactivity in the desired radiopharmaceutical form (111In oxine leukocyte), the better the product. Many 111In ocine labelled leukocytes are contaminated by labelled platelets, red cells, and proteins, resulting in a “dirty” product. But with careful leukocyte culturing, sedimentation, centrifugation, and labelling, as demonstrated by this study, a highly desirable, pure radiopharmaceutical can be made. In an attempt to further purify the leukocyte button beyond centrifugation, hypotonic red cell lysing and its effect on leukocyte viability will be studied. The optimum incubation time will be determined by examining the leukocyte and red cell elution profiles at different incubation times. And, 0.9% saline washes of plasma and proteins from the leukocytes will be varied by both volume and number to determine if extra washes will optimize the labelling efficiency.

Total and differential leucocyte counts were made on 30 college women of ages of 18 to 28 years. / Master of Science

L’atrophie et les dysfonctions musculaires sont des problèmes courants et d’origines variées. À titre d’exemple l’alitement prolongé, le SIDA, les cancers, l’hypogravité et le vieillissement peuvent tous entraîner une perte de masse et de force musculaire. Malgré les coûts économiques et sociaux élevés, relativement peu d’efforts ont été investis dans la caractérisation des processus qui gouvernent l’atrophie/dysfonction musculaire et dans le développement de traitements plus efficaces. Conséquemment, cette thèse vise à approfondir les connaissances actuelles sur les mécanismes qui régulent l’atrophie/dysfonction et la récupération des muscles atrophiés par sous-utilisation. Tout d’abord, nous avons caractérisé l’impact des leucocytes impliqués lors de la remise en charge du muscle soléaire atrophié par hypogravité. Ainsi, nous avons démontré que les mastocytes étaient activés par la remise en charge et que leur dégranulation orchestrait le recrutement des neutrophiles et des monocytes/macrophages. Ensuite, nos recherches ont indiqué que l’activité des neutrophiles pouvait être régulée en fonction de leur microenvironnement et que leur présence dans les muscles atrophiés et inflammés n’était pas nécessairement associée à l’induction de dommages secondaires. Par la suite, nous avons établi que la présence des macrophages était importante pour permettre la récupération optimale de la force des muscles atrophiés. Nous avons également démontré que l’activité myogénique des macrophages pouvait être optimisée en favorisant leur phénotype anti-inflammatoire avec le facteur de croissance hématopoïétique « macrophage-colony stimulating factor » (M-CSF). Finalement, nous avons caractérisé l’impact du « receptor activator of NF-kB » (RANK) et de son ligand RANKL, une voie signalétique impliquée dans le remodelage osseux et l’ostéoporose, sur l’atrophie/dysfonction musculaire. Nous avons démontré qu’une déficience de RANK ou le blocage de RANKL par l’ostéoprotégérine protègent contre la perte de force des muscles dénervés ou dystrophiques. Ce phénomène est associé à des modifications dans l’expression des protéines favorisant une recaptation plus efficace du calcium. De plus, RANK participe à la reconversion des fibres rapides vers lentes durant la période de remise charge. Globalement, nos travaux permettent de mieux comprendre les mécanismes entourant l’atrophie, la croissance et les dysfonctions musculaires et ouvrent la voie à de nouvelles pistes de traitement pour plusieurs maladies neuro-musculaires. / Muscle atrophy and dysfunction are characterized by a loss of muscle mass and force, which are commonly found in many pathologies or conditions such as AIDS, cancers, chronic obstructive pulmonary diseases, cast immobilization, hypogravity, bed rest or aging, to name a few. Muscle atrophy/dysfunction have also very high social and economic costs, but very few laboratories have investigated the cellular and molecular mechanisms behind these muscular problems. The aim of this thesis is therefore to enhance our understanding of different mechanisms governing muscle atrophy/dysfunction and regrowth by using different models of disuse and dystrophy. Thus, we have initially explored the roles of different leucocytes in atrophied and reloaded soleus muscle. Firstly, we looked at the role of mast cells and showed that the mechanical stress associated with muscle reloading is able to stimulate mast cell degranulation, which orchestrates the recruitment of neutrophils and monocytes/macrophages. Secondly, our experiments revealed that neutrophil activity is adaptable and that neutrophil-induced tissue damage is dependent on the microenvironment. In atrophied and reloaded muscles, the presence of neutrophils is not associated with secondary damage or promotion of muscle recovery. Thirdly, we demonstrated that the presence of macrophages is essential for optimal muscle force recovery from atrophy. Fourthly, we showed that the macrophage-colony stimulating factor (M-CSF) promote the myogenic activity of macrophages by stimulating their anti-inflammatory phenotype. Finally, we investigated the impact of the receptor activator of NF-kB (RANK) and its ligand RANKL, a signalling pathway involved in bone remodelling and osteoporosis, on muscle atrophy and dysfunction. Our results showed that the specific deletion of RANK in the muscle or the blockage of RANKL with osteoprotegerin increased significantly force production in denervated and dystrophic muscles. These results were associated with various modifications in calcium handling protein expression favouring efficient calcium uptake. Moreover, we also demonstrated that RANK activation gives preference to the reconversion from fast-to-slow muscle fibers following hindlimb unloading/reloading. Overall, our results bring a better understanding of different mechanisms related to muscle atrophy, dysfunction and regrowth and potentially open new avenues for the treatment of several debilitating skeletal muscle conditions.

Les altérations transcriptionnelles présentes dans le tissu cérébral et dans les leucocytes sanguins des patients souffrant de trouble dépressif majeur (TDM) ou de troubles schizophréniques (TSZ) pourraient être dues à des altérations de la machinerie épigénétique. Ce travail de thèse (i) a recherché des altérations transcriptionnelles des gènes codant pour la machinerie épigénétique dans le tissu cérébral et les leucocytes sanguins de patients souffrant de TDM ou de TSZ, (ii) a confronté les altérations transcriptionnelles périphériques aux altérations cérébrales afin d'évaluer leur significativité neurobiologique. Chez des patients avec TDM, une première étude utilisant la PCR en temps réel a identifié une surexpression des gènes codant pour des enzymes responsables de la mise en place de marques épigénétiques répressives vis-à-vis de l'expression génique dans le cortex préfrontal dorsolatéral (DLPFC), le cortex cingulaire et les leucocytes sanguins. Chez des patients avec TSZ, une deuxième étude de data-mining a identifié une surexpression des gènes codant pour la machinerie de biogénèse des microARNs dans le DLPFC et le cervelet, suggérant une augmentation de la production des microARNs dans ces deux régions cérébrales. Des altérations transcriptionnelles distinctes ont été observées dans les cellules sanguines mononucléées périphériques et l'épithélium olfactif. Une troisième étude utilisant la PCR en temps réel a identifié des réseaux de co-expression génique distincts dans les leucocytes et le tissu cérébral. Certains réseaux, exclusivement retrouvés chez les patients souffrant de TDM, pourraient participer à la constitution du phénotype pathologique. Dans le DLPFC et les leucocytes sanguins, le TDM est associé à une modification de la régulation transcriptionnelle des gènes intervenant dans les processus de stress et de sénescence cellulaires. Au total, ce travail retrouve une altération transcriptionnelle de la machinerie épigénétique dans le TDM et les TSZ. Dans le tissu cérébral, ces anomalies pourraient conduire à une répression de l'expression génique et participer aux altérations transcriptionnelles retrouvées dans le TDM et les TSZ. Dans les leucocytes périphériques, les altérations transcriptionnelles ne reflètent que partiellement les altérations centrales, suggérant que le TDM et les TSZ sont des affections systémiques. L'expression sanguine d'HDAC2 et celle de DICERl pourraient constituer de potentiels biomarqueurs périphériques, respectivement pour le TDM et les TSZ / Transcriptional abnormalities in brain tissue and blood leucocytes of patients with major depressive disorder (MDD) or schizophrenic disorders (SZ) may be due to alterations in the epigenetic machinery. This thesis work aimed to (i) identify altered expression of genes encoding the epigenetic machinery in brain and blood tissues of patients with MDD or SZ, (ii) and compare the peripheral transcriptional alterations to the cerebral ones in order to evaluate their neurobiological relevance.In MDD patients, a first study using real-time PCR identified overexpression of genes encoding enzymes which transfer repressive transcriptional marks in the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC), the cingulate cortex and the blood leucocytes. In SZ patients, a second study using a data-mining software identified an overexpression of genes encoding the microRNA biogenesis machinery in the DLPFC and the cerebellum, suggesting an increase in microRNA production in these two brain regions. Distinct transcriptional alterations were observed in peripheral mononuclear blood cells and the olfactory epithelium. In MDD patients, a third study using real-time PCR identified MDD-specific, distinct co-expression networks of stress- and senescence-related genes in the DLPFC and blood leucocytes. This suggests that MDD is associated with a transcriptional regulatory shift in the DLPFC and blood leucocytes.Altogether, these studies report transcriptional alterations of the epigenetic machinery coding genes in the brain tissues and blood leucocytes of MDD and SZ patients. In the brain tissues, aberrant expression of the epigenetic machinery coding genes may lead to the repression of gene expression and participate in the transcriptional abnormalities associated with MDD and SZ. In peripheral leucocytes, transcriptional alterations only partially reflect central ones, emphasizing that MDD and SZ are systemic disorders. Finally, HDAC2 and DICER1 blood expression may represent clinically useful peripheral biomarkers for MDD and SZ, respectively

Les chimiokines, petites protéines sécrétées par de nombreux types cellulaires, régulent le trafic et la fonction des populations leucocytaires en interagissant avec leurs récepteurs spécifiques, qui appartiennent à la superfamille des récepteurs à 7 domaines transmembranaires couplés aux protéines G. Dans le contexte tumoral, les chimiokines jouent des rôles ambivalents, en régulant le recrutement des leucocytes, ainsi que la croissance et l’angiogenèse des tumeurs. Aussi, les chimiokines semblent également contribuer à déterminer les sites métastatiques des tumeurs malignes.<p>Notre travail porte sur l’étude du rôle de chimiokines et récepteurs, fréquemment exprimés au sein de tumeurs, dans un modèle tumoral chez la souris, la lignée cellulaire LLC (Lewis Lung Carcinoma). Chaque gène d’intérêt (CCR3, CCR6, CCR7, CXCR4, CXCR5, CCL19, CCL20, CCL21, CXCL13) a été exprimé dans la lignée LLC, ces différentes lignées ont été greffées à des souris syngéniques, et les caractéristiques phénotypiques des tumeurs ont été analysées, notamment la croissance tumorale, la fréquence et la distribution des métastases, et l’importance des réactions immunitaires de l’hôte.<p>Nous avons montré que la croissance tumorale n’est pas affectée par l’expression des différents récepteurs étudiés, ni par celle des chimiokines CCL19 et CCL21, alors que l’expression de CXCL13 et de CCL20 par les cellules LLC réduit leur croissance in vivo. La quantification des métastases pulmonaires a montré que l’expression de CCR3, CXCR5, CCR7, CCL19 ou CCL21 par les cellules tumorales n’affecte pas significativement le potentiel métastatique des cellules LLC. Par contre, l’expression de CXCR4 entraîne une augmentation, et CCR6 une diminution, du nombre de métastases pulmonaires. La diminution du potentiel métastatique des tumeurs LLC/CCR6 implique notamment l’augmentation des propriétés d’adhésion de ces cellules. Les cellules LLC produisent naturellement de petites quantités du ligand CCL20. Nous postulons que la stimulation autocrine de CCR6 par CCL20 dans ces cellules in vivo augmente leurs propriétés d’adhésion et diminue leur potentiel métastatique. Dans le contexte de l’implication des chimiokines et récepteurs dans la détermination des sites métastatiques, nous proposons dès lors un modèle plus général :les récepteurs aux chimiokines dirigent les cellules tumorales vers les sites métastatiques où est produit le ligand correspondant ;cependant, si le ligand est produit au niveau de la tumeur, il favorise le maintien des cellules tumorales au niveau du site primaire.<p>L’effet anti-tumoral de CCL20 ne dépend apparemment pas d’un recrutement plus important de cellules dendritiques, de lymphocytes T et de cellules NK exprimant le récepteur CCR6. Nos observations suggèrent plutôt un effet de CCL20 sur l’angiogenèse tumorale. <p> / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Tous les patients de soins intensifs reçoivent des solutés cristalloïdes. Ils sont souvent dans un état inflammatoire sévère. Parmi ces solutés cristalloïdes, le Normal Salin (NS) a des concentrations élevées en chlorure et en sodium ce qui a été associé à divers effets immuno-activateurs. Nous visons à évaluer l’effet des différents solutés sur les cellules immunitaires de sujets sains et sur un modèle d’inflammation aiguë sur sang total. Dans cette étude de type chassé-croisé, 11 sujets sains ont été recrutés pour recevoir 1L de chaque soluté. Grâce aux prélèvements sanguins pris en pré et post-infusion, nous évaluons le phénotype des leucocytes par cytométrie en flux et les cytokines plasmatiques par multiplex. Les tests ex vivo sont faits en exposant du sang total aux solutés suite à une stimulation au LPS. Notre étude suggère une diminution de l’activation des neutrophiles par le LR et le PL par rapport au NS. On constate aussi une augmentation des monocytes totaux et classiques circulants suite au NS. Le NS augmente les concentrations de la cytokine pro-inflammatoire Interleukine (IL)-17A et diminue certains facteurs anti-inflammatoires comme IL-10 et basic Fibroblast Growth Factor (bFGF) par rapport aux deux autres solutés. Ex vivo, l’ajout de NS augmente l'activation des monocytes par rapport au LPS seul par rapport au LR et au PL. Le PL diminue aussi l’activation précoce des lymphocytes T. Nos résultats suggèrent que le NS a un effet plus immunoactivateur que les 2 autres solutés. Une meilleure compréhension de ces effets pourrait mener à une utilisation personnalisée des cristalloïdes pour un retour plus efficace à l’homéostasie inflammatoire. / Intensive care unit patients' inflammatory status can switch from an early pro-inflammatory to a late anti-inflammatory phase, which favors infections. They can receive different crystalloids, either Normal Saline (NS), Ringer’s Lactate (RL) or Plasma-Lyte (PL). NS has high NaCl concentrations which has been associated with inflammatory effects on immune cells. Our aim is to evaluate the impact of these three different crystalloid fluids on immune cells in healthy subjects and on a whole blood model of acute inflammation. Using our comprehensive immunomonitoring platform, we assessed the immunological phenotype of peripheral blood mononuclear cells (PBMC) and neutrophils in humans. 11 healthy subjects received a liter of NS, RL and PL in a randomized cross-over fashion. Blood samples were taken before and 6h later. PBMC and neutrophil phenotypes were assessed by flow cytometry and cytokine concentrations were measured by a multiplex assay. Ex vivo assays were performed by exposing whole blood to the different crystalloids following a stimulation with LPS. Study of healthy subject’s PBMCs suggested that RL and PL reduced activation of neutrophils compared to NS. Total and classical monocytes were increased with NS compared to RL and PL. RL and PL also increase plasma levels of anti-inflammatory cytokine Interleukin (IL)-10 and pro-repair cytokine basic Fibroblast Growth Factor (bFGF) compared to NS, while NS increased plasma levels of the pro-inflammatory cytokine IL-17A. In whole blood assays, following LPS stimulation, NS increased monocytic activation compared to LR and PL. In T cells, PL decreased early activation. Conclusions: Our results suggest that crystalloids have different immune consequences with NS being more immune activating than RL and PL. A better understanding of their immune modulation could lead to personalization of their use according to the inflammatory status of patients to restore their immune homeostasis.

Thesis (M.Sc.) -- University of the North, 1982 / Refer to the document