ATP Enhances Spontaneous Calcium Activity in Cultured Suburothelial Myofibroblasts of the Human Bladder

BACKGROUND: Suburothelial myofibroblasts (sMF) are located underneath the urothelium in close proximity to afferent nerves. They express purinergic receptors and show calcium transients in response to ATP. Therefore they are supposed to be involved in afferent signaling of the bladder fullness. Since ATP concentration is likely to be very low during the initial filling phase, we hypothesized that sMF Ca(2+) activity is affected even at very low ATP concentrations. We investigated ATP induced modulation of spontaneous activity, intracellular calcium response and purinergic signaling in cultured sMF. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: Myofibroblast cultures, established from cystectomies, were challenged by exogenous ATP in presence or absence of purinergic antagonist. Fura-2 calcium imaging was used to monitor ATP (10(-16) to 10(-4) mol/l) induced alterations of calcium activity. Purinergic receptors (P2X1, P2X2, P2X3) were analysed by confocal immunofluorescence. We found spontaneous calcium activity in 55.18% ± 1.65 of the sMF (N = 48 experiments). ATP significantly increased calcium activity even at 10(-16) mol/l. The calcium transients were partially attenuated by subtype selective antagonist (TNP-ATP, 1 µM; A-317491, 1 µM), and were mimicked by the P2X1, P2X3 selective agonist α,β-methylene ATP. The expression of purinergic receptor subtypes in sMF was confirmed by immunofluorescence. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: Our experiments demonstrate for the first time that ATP can modulate spontaneous activity and induce intracellular Ca(2+) response in cultured sMF at very low concentrations, most likely involving P2X receptors. These findings support the notion that sMF are able to register bladder fullness very sensitively, which predestines them for the modulation of the afferent bladder signaling in normal and pathological conditions

Untersuchung kationenselektiver Extraktionssäulen zur Konzeption nuklearmedizinischer Radionuklidgeneratoren

Im Rahmen dieser Arbeit wurden das kommerziell erhältliche AnaLig® Sr-01 sowie selbst hergestellte kristalline Antimonsäure untersucht, mit dem Ziel Ionenaustauschersäulen für einen nuklearmedizinischen Yttrium-90-Generator zu konzipieren. Die Zahl der in Frage kommenden Ionenaustauschermaterialien war dadurch eingeschränkt, dass sich das in dieser Arbeit verfolgte Konzept stark am Modell des Technetium-99m-Generators orientierte. Das bedeutet, die Untersuchungen zielten darauf ab, die Konstruktion eines kompakten, wartungsfreien, geschlossenen Systems zu ermöglichen, bestehend aus einem Reservoir für das Elutionsmittel, der Ionenaustauschersäule, den Leitungsverbindungen und der Abschirmung. Zur Elution wäre dann lediglich das Anschließen von evakuierten Probenbehältern an das Gerät nötig. Der entscheidende Unterschied liegt darin, dass die Aktivitäten, die im Yttrium-90-Generator verwendet werden müssen, diejenigen eines Technetium-Generators um mehrere Größenordung übersteigen. Hinzu kommt, dass der Technetium-99m-Generator aufgrund der geringen Halbwertzeit des Molybdän-99 nur für eine Nutzungsdauer von 8 Tagen ausgelegt sein muss. Die im Fall des Yttrium-90-Generators zu erwartenden Dosen stellen hohe Ansprüche an die Belastbarkeit aller Materialien, insbesondere des Ionenaustauschers. Dadurch wird die Radiolysestabilität zu einem bedeutenden Faktor für die Eignung eines Ionenaustauschers. Das strontiumselektive AnaLig® Sr-01 lieferte in allen untersuchten Punkten hervorragende Ergebnisse und erscheint daher als ideales Säulenmaterial für die Verwendung in einem Yttrium-90-Generator. In Säulenexperimenten gelang die quantitative Elution von Yttrium mit 0,05 M Salzsäure, während Strontium und Zirkonium vollständig adsorbiert blieben. Sowohl das geringe Volumen als auch die niedrige Säurekonzentration des Yttrium 90-Eluats begünstigen seine Weiterverarbeitung zu radiopharmazeutischen Produkten. Im Generatorvorversuch wurde zwar nach 8 Elutionen ein geringer Strontium-Durchbruch festgestellt. Der für die Strontium/Yttrium-90-Trennung geforderte Trennfaktor von 106 ließe sich aber durch zwei hintereinander geschaltete Säulen erreichen. Die Gefahr einer Zersetzung durch radiolytische Einflüsse ist aufgrund seiner komplexen, kovalenten Bindungsstruktur als sehr hoch einzustufen. Daher müsste bei Verwendung des AnaLig® Sr-01 in einem Yttrium-90-Generator vom ursprünglichen Konzept abgewichen werden. Dies würde bedeuten, die Strontium-90-Lösung nur für die Yttrium-90-Abtrennung auf die Säule zu geben und anschließend wieder in einem Reservoir zwischenzulagern. Zur Umsetzung wäre zusätzlich zum präferierten Aufbau ein System aus Reservoirs, Leitungsverzweigungen, Auffangbehältnissen für wässrige, radioaktive Abfälle und peristaltischen Pumpen erforderlich. In einer geschlossenen, wartungsarmen Apparatur mit geringer Kontaminationsgefahr ist dies kaum zu realisieren. Aus diesem Grund konzentrierten sich die weiteren Untersuchungen auf die kristalline Antimonsäure. Anorganische Ionenaustauscher weisen eine sehr viel höhere Radiolysebeständigkeit auf als organische Extraktionsmaterialien. Die in dieser Arbeit untersuchte kristalline Antimonsäure wurde selbst hergestellt. Die Verwendung des radioaktiven Antimon-125 als interner Standard ermöglichte dabei die Bestimmung der Löslichkeit unter Elutionsbedingungen. Wie im Fall des AnaLig® Sr-01 wurde verdünnte Salzsäure als Elutionsmittel gewählt. In 1 M Salzsäure zeigt die Antimonsäure ein hohes Adsorptionsvermögen für Strontium und Zirkonium, während Yttrium nur zu einem sehr geringen Teil adsorbiert wird. Diese im batch-Verfahren bestimmten Bedingungen ließen sich nicht auf Säulenexperimente übertragen: Bei der Elution einer mit Strontium-90 beladenen Säule im Generatorvorversuch wurden nur minimale Yttrium-90-Ausbeuten erzielt. Die Ursachen hierfür, die in einer Veränderung der Kristallstruktur vermutet wurden, ließen sich durch Vergleich von Röntgenstrukturdaten und Kationenselektivitäten verschiedener Antimonsäureproben nicht zweifelsfrei ermitteln. Aufgrund der instabilen Ionenaustauschereigenschaften im Elutionsversuch ist die Verwendung der kristallinen Antimonsäure im Yttrium-90-Generator in dieser Form nicht möglich

Weak evidence of regeneration habitat but strong evidence of regeneration niche for a leguminous shrub

The identification of an ecological niche specific to the regeneration phase has mobilised significant attention. However, the importance of the regeneration niche concept remains unclear. Our main objective was to study the existence of such a regeneration niche for a leguminous shrub, Ulex europaeus. This study was carried out in southwest France in the context of water and nutrient stresses (mainly phosphorus limitation) due to the presence of nutrient-poor sandy soils. We analysed the regeneration of the species from the germination of seeds and emergence of new seedlings until the seedlings reached young shrub size. Our design included a P fertilisation treatment. We also investigated microsite characteristics (micro-topography and vegetation development) as they can interact with meteorological conditions and determine water availability for seeds and seedlings. We found that P availability controlled seedling growth and the time necessary to reach young shrub size. Water availability appeared to impact the species germination and seedlings survival. We also found that P and water availability depended on the interactions between microsite characteristics and climatic variations. Finally we found evidence that P and water availability are important ecological factors shaping the regeneration niche of the species, but we found weak evidence that any microsite would be appropriate for the regeneration of the species in the long term. Future studies regarding regeneration niches need to distinguish more clearly the ecological factors important for regeneration (the regeneration niche per se) and the physical world where the seedlings appear and develop (the regeneration habitat)