Development of small molecules as potential therapeutics for Rheumatoid Arthritis

Oι χρόνιες φλεγμονώδεις ασθένειες ,όπως η ρευματοειδής αρθρίτιτδα (ΡΑ), η ψωρίαση και η φλεγμονώδης νόσος του εντέρου, επηρρεάζουν το 2-3% του παγκόσμιου πληθυσμού. Σχετικά με την αιτιολογία αυτών των ασθενειών, συνεισφέρουν ένα πλήθος παραγόντων, συμπεριλαμβανομένου του γενετικού και του περιβαλλοντικού υποβάθρου των ασθενών. Οι τρέχουσες θεραπείες που χρησιμοποιούνται στην κλινική πρακτική είναι τα τροποποιητικά της νόσου αντιρευματικά φάρμακα (DMARDs) και τα μη στεροειδή αντιφλεγμονώδη φάρμακα (NSAIDs-ΜΣΑΦ). Σε πιο σοβαρές περιπτώσεις, και μετά από μελέτες που απέδειξαν το σηματικό ρόλο του ΤNF σε αυτές τις ασθένειες, συνταγογραφούνται τα anti-TNF μονοκλωνικά αντισώματα. Μολονότι οι βιολογικοί παράγοντες είναι πολύ αποτελεσματικοί στο να οδηγούν την ασθένεια σε ύφεση, χαρακτηρίζονται από διάφορα μειονεκτήματα, όπως το υψηλό κόστος, η ανεπαρκής κλινική ανταπόκριση με τη πάροδο του χρόνου, η παρεντερική οδός χορήγησης, καθώς επίσης και ο αυξημένος κίνδυνος για σοβαρές ανεπιθύμητες ενέργειες, εξαιτίας της προοδευτικής μείωσης της ανοσολογικής απόκρισης. Επομένως υπάρχει σαφής ανάγκη για per os χορηγούμενα, καλώς ανεκτά, φτηνά φάρμακα για τη θεραπεία της ρευματοειδούς αρθρίτιδος και άλλων ασθενειών που η παθογένεσή τους σχετίζεται με τον TNF. Σε αυτή την εργασία ο στόχος μας είναι η ανακάλυψη μικρών μορίων αναστολέων για τη θεραπεία των χρόνιων φλεγμονοδών ασθενειών. Για να το κάνουμε αυτό ακολουθήσαμε 2 προσεγγίσεις. Η πρώτη βασίστηκε στους Συνοβιακούς Ινοβλάστες, έναν κυτταρικό τύπο που έχει δειχθεί πως παίζει ρόλο στην παθογένεση της ΤΝF εξαρτώμενης ρευματοειδούς αρθρίτιδας. Η βάση δεδομένων L1000CDS2 χρησιμοποιήθηκε για την αναγνώριση μικρών μορίων που μπορούν να αναστρέψουν τη γενετική υπογραφή των Συνοβιακών Ινοβλαστών. Η βάση δεδομένων πρότεινε 2 είδη χημικών ενώσεων : α. ένα ήδη εγκεκριμένο αντιψυχωσικό φάρμακο και β. αναστολείς κινασών που στοχεύουν τις κινάσες PLK-1 (polo-like kinase 1) και MnK-1/2. H δεύτερη προσέγγιση βασιζόμενη σε χημειοπληροφορική χρησιμοποιήθηκε για τη ανακάλυψη μικρών μορίων πιθανών αναστολέων της tpl-2 (tumor progressor locus-2) κινάσης, καθώς έχει δειχθεί πως ενεργοποίηση αυτής της κινάσης, προωθεί την φλεγμονώδη απόκριση, μέσω των μακροφάγων.Chronic inflammatory diseases such as Rheumatoid Arthritis (RA), psoriasis and intestinal inflammation affect a total of 2-3% of the worldwide population. Regarding the diseases’ etiology, a variety of factors have been documented to contribute, including genetic and environmental background of the individuals. The current therapies used in clinic include the Disease-Modifying Antirheumatic Drugs (DMARDs) and the Non-Steroid Anti-Inflammatory drugs (NSAIDs). In more severe cases, and after studies that proved the pathogenic role of TNF in these diseases, anti-TNF monoclonal antibodies are prescribed. Although biological agents are very efficient in remitting the disease, they are associated with several drawbacks, including high cost, inadequate clinical response, parenteral administration, as well as increased risk of several infections, due to the progressively diminished immune response. Therefore, there is a clear need for per os administered, welltolerated, inexpensive drugs to treat RA and other diseases related to pathogenic TNF. In this project we aim to identify new small molecules inhibitors for the treatment of chronic inflammatory diseases. To do so, we used two different approaches. The first was based on Synovial fibroblasts, a cell type that has been shown to underlie the pathogenic mechanisms of TNF dependent RA. The publicly available database L1000CDS2 was used to identify small molecules that can reverse the diseased SFs signature. L1000CDS2 proposed two kind of compounds a. an already approved antiphychotic drug and b. kinase inhibitors, targeting the kinases PLK-1 (polo-like kinase-1) and MnK-1/2. The second chemoinformatic structure based approach tried to identify small molecules that could serve as inhibitors of tpl-2 (tumor progressor locus-2) kinase as it has been shown that its activation promotes inflammatory response, in a macrophage dependent manner

The genomic landscape of ANCA-associated vasculitis: Distinct transcriptional signatures, molecular endotypes and comparison with systemic lupus erythematosus

IntroductionAnti-neutrophil cytoplasmic antibody (ANCA)-associated vasculitides (AAVs) present with a complex phenotype and are associated with high mortality and multi-organ involvement. We sought to define the transcriptional landscape and molecular endotypes of AAVs and compare it to systemic lupus erythematosus (SLE).MethodsWe performed whole blood mRNA sequencing from 30 patients with AAV (granulomatosis with polyangiitis/GPA and microscopic polyangiitis/MPA) combined with functional enrichment and network analysis for aberrant pathways. Key genes and pathways were validated in an independent cohort of 18 AAV patients. Co-expression network and hierarchical clustering analysis, identified molecular endotypes. Multi-level transcriptional overlap analysis to SLE was based on our published data from 142 patients.ResultsWe report here that “Pan-vasculitis” signature contained 1,982 differentially expressed genes, enriched in leukocyte differentiation, cytokine signaling, type I and type II IFN signaling and aberrant B-T cell immunity. Active disease was characterized by signatures linked to cell cycle checkpoints and metabolism pathways, whereas ANCA-positive patients exhibited a humoral immunity transcriptional fingerprint. Differential expression analysis of GPA and MPA yielded an IFN-g pathway (in addition to a type I IFN) in the former and aberrant expression of genes related to autophagy and mRNA splicing in the latter. Unsupervised molecular taxonomy analysis revealed four endotypes with neutrophil degranulation, aberrant metabolism and B-cell responses as potential mechanistic drivers. Transcriptional perturbations and molecular heterogeneity were more pronounced in SLE. Molecular analysis and data-driven clustering of AAV uncovered distinct transcriptional pathways that could be exploited for targeted therapy.DiscussionWe conclude that transcriptomic analysis of AAV reveals distinct endotypes and molecular pathways that could be targeted for therapy. The AAV transcriptome is more homogenous and less fragmented compared to the SLE which may account for its superior rates of response to therapy

Eine Methode zur Berechnung der Druckverteilung an Schiffspropellern mit Hilfe der instationären Tragflächentheorie und zur Kavitationsvorhersage nach einer quasistationären Theorie

Eine Methode zur Berechnung der Druckverteilung an Schiffspropellern mit Hilfe der instationären Tragflächentheorie und zur Kavitationsvorhersage nach einer quasistationären Theorie Kavitation tritt am Propeller auf, wenn die Flügelbelastung in einigen Bereichen des Blattes so groß wird, daß der Druck dort den Dampfdruck erreicht oder unterschreitet. Eine ihrer Erscheinungsformen ist die Schichtkavitation. Es bildet sich dabei ein Gasvolumen aus, das einen Teil des Flügels schichtförmig bedeckt. Andere Arten sind Spitzenwirbelkavitation, Blasenkavitation und Wolkenkavitation. In dieser Arbeit soll nur die Schichtkavitation behandelt werden. Ein Schiffspropeller arbeitet in der Praxis stets in einer räumlich inhomogenen Zuströmung. Deshalb sind Lage, Ausdehnung und Gesamtvolumen einer Kavitationsschicht von der WinkelsteIlung des betrachteten Flügels abhängig. Die Veränderlichkeit der Schicht verursacht Vibrationen am Hinterschiff. Die Außenhaut wird so zusätzlich belastet. Sollten die Vibrationen im hörbaren Bereich liegen, kann es zu erheblichen Lärmbelastungen innerhalb des Schiffes kommen. Zur Vermeidung dieser Effekte wäre es wünschenswert, die variable Geometrie und damit das variable Gesamtvolumen der Kavitationsschicht auch theoretisch zu erfassen. Ausgangspunkt für die Propellerkavitationsrechnung ist die Berechnung des Druckfeldes im kavitationsfreien Zustand. Hierzu existieren eine Reihe praktikabler Verfahren

PRECIPITATION IN THE AREA OF THESSALY GREECE

THE PRESENT THESIS BASED ON THE METEOROLOGICAL MEASUREMENTS OF PRECIPITATION AT 60 STATIONS DURING THE 20-YEAR PERIOD 1961 THROUGH 1980. 45 OF THE ABOVE 60 STATIONS ARE LYING IN THE AREA OF THESSALY AND THE REST 15 STATIONS ARE OUTSIDE, NEAR THE PERIFERY OF THESSALY, BUT THEY HAVE BEEN EXAMINED FOR THE HARMONIZATION AND COUNTINUATION OF THE PRECIPITATION REGIME TO THE GENERAL PRECIPITATION REGIME OF GREECE. THE PRECIPITATION, IN THE PRESENT THESIS, IS STUDYING ANALYTICALLY BY A MODERN AND PRACTICAL METHODOLOGY FOR EVERY MONTH, SEASON AND YEAR. BESIDES STATISTICAL TESTS OF SIGNIFICANCE AND CONFIDENCE ARE APPLIED. THEELEMENTARY AND THE UPPER STATISTICAL CHARACTERISTICS OF THE MEAN ANNUAL SERIES OF PRECIPITATION AMOUNT, AS WELL AS THE NUMBER OF DAYS OF PRECIPITATION HAVEBEEN ALSO STUDIED. THE PRECIPITATION REGIME IS OF THE MEDITERRANEAN TYPE WITHRAINY WINTERS AND DRY SUMMERS. THE HEIGHT OF PRECIPITATION AND THE GEOGRAPHICAL DISTRIBUTION, THE TOTAL PRECIPITATION, THE NUMBER OF PRECIPITATION, SNOW, HAILSTORM AND THUNDERSTORM DAYS AND THE 24-HOUR HEIGHT OF PRECIPITATION HAVE BEEN ALSO STUDIED.Η ΠΑΡΟΥΣΑ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΣΤΗΡΙΧΘΗΚΕ ΣΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 60 ΣΤΑΘΜΩΝ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΩΝ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΤΗΣ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΚΑΙ ΓΙΑ ΤΗΝ ΧΡΟΝΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟ 1961-80. ΑΠΟ ΤΟΥΣ 60 ΣΤΑΘΜΟΥΣ 45 ΑΝΗΚΑΝ ΜΕΣΑ ΣΤΗ ΘΕΣΣΑΛΙΑ ΚΑΙ 15 ΣΤΟΥΣ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΟΥΣ ΝΟΜΟΥΣ ΚΟΝΤΑ ΣΤΑ ΟΡΙΑ ΑΛΛΑΛΗΦΘΗΚΑΝ ΥΠ'ΟΨΗ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΑΛΥΤΕΡΗ ΜΕΛΕΤΗ ΣΤΑ ΟΡΙΑ ΚΑΙ ΓΙΑ ΤΗ ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΤΟΥ ΚΛΙΜΑΤΟΣ ΜΕΣΑ ΣΤΟ ΓΕΝΙΚΟ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ. ΕΠΙ ΤΩΝ ΕΤΗΣΙΩΝ ΣΕΙΡΩΝ ΤΩΝ ΚΛΙΜΑΤΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΕΓΙΝΑΝ ΟΙ ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΟΙ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΟΙ ΕΛΕΓΧΟΙ ΟΜΟΙΟΓΕΝΕΙΑΣ ΚΑΙ ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΟΡΘΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ. ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΗΚΑΝ ΟΙ ΧΑΡΤΕΣ ΙΣΑΥΕΤΩΝ ΚΑΜΠΥΛΩΝ ΠΟΥ ΑΠΕΙΚΟΝΙΖΟΥΝ ΤΗΝ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗ ΔΙΑΝΟΜΗ ΤΟΥ ΥΕΤΟΥ ΜΕ ΤΗΝ ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΚΑΙ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΚΑΘΕ ΜΗΝΑ, ΕΠΟΧΗ ΚΑΙ ΤΟ ΕΤΟΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΚΕ Ο ΟΛΙΚΟΣ ΟΓΚΟΣ ΝΕΡΟΥ ΠΟΥ ΔΕΧΕΤΑΙ ΚΑΤΑ ΜΕΣΟ ΟΡΟ ΣΤΟ ΕΤΟΣ Η ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΗΣ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ. ΔΙΑΧΩΡΙΣΤΗΚΑΝ ΖΩΝΕΣ ΜΕ ΔΙΑΦΟΡΑ ΥΨΗ ΥΕΤΟΥ ΚΑΙ ΕΝΤΟΠΙΣΘΗΚΕ Η ΖΩΝΗ ΕΛΑΧΙΣΤΗΣ ΥΕΤΟΠΤΩΣΗΣ. ΜΕΛΕΤΗΘΗΚΕ ΚΑΤΑ ΜΗΝΑ ΕΠΟΧΗ ΚΑΙ ΕΤΟΣ Ο ΑΡΙΘΜΟΣ ΗΜΕΡΩΝ ΥΕΤΟΥ, ΧΙΟΝΙΟΥ, ΧΑΛΑΖΙΟΥ ΚΑΙ ΗΜΕΡΩΝ ΚΑΤΑΙΓΙΔΑΣ. ΕΞΕΤΑΣΘΗΚΕ Η ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΤΟΥ ΜΕΣΟΥ ΕΤΗΣΙΟΥ ΥΨΟΥΣ ΥΕΤΟΥ ΜΕ ΤΟ ΥΨΟΜΕΤΡΟ ΤΟ ΑΝΑΓΛΥΦΟ ΚΑΙ ΤΙΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΕΣ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΕΣ. ΜΕΛΕΤΗΘΗΚΑΝ ΤΑ ΜΕΓΙΣΤΑ ΥΨΗ ΥΕΤΟΥ 24 ΩΡΩΝ ΜΕ ΤΗΝ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΝΟΜΗΣ GUMBEL, ΕΓΙΝΑΝ ΣΥΣΧΕΤΙΣΕΙΣΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΗΚΑΝ ΠΛΗΘΟΣ ΙΣΤΟΓΡΑΜΜΑΤΑ, ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ, ΕΥΘΕΙΕΣ ΠΑΛΙΝΔΡΟΜΗΣΗΣ ΚΑΙ ΓΕΝΙΚΑ ΟΤΙΔΗΠΟΤΕ ΕΙΝΑΙ ΔΥΝΑΤΟ ΝΑ ΑΠΟΒΕΙ ΧΡΗΣΙΜΟ ΜΕ ΟΤΙ ΕΧΕΙ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΤΗΝ ΠΟΣΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΤΗΝ ΔΙΑΝΟΜΗ ΤΟΥ ΥΕΤΟΥ ΣΤΗ ΘΕΣΣΑΛΙΑ

Molecular Taxonomy of Systemic Lupus Erythematosus Through Data-Driven Patient Stratification: Molecular Endotypes and Cluster-Tailored Drugs

Objectives: Treatment of Systemic Lupus Erythematosus (SLE) is characterized by a largely empirical approach and relative paucity of novel compound development. We sought to stratify SLE patients based on their molecular phenotype and identify putative therapeutic compounds for each molecular fingerprint. Methods: By the use of whole blood RNA-seq data from 120 SLE patients, and in a data-driven, clinically unbiased manner, we established modules of commonly regulated genes (molecular endotypes) and re-stratified patients through hierarchical clustering. Disease activity and severity were assessed using SLEDAI-2K and Lupus Severity Index, respectively. Through an in silico drug prediction pipeline, we investigated drugs currently in use, tested in lupus clinical trials, and listed in the iLINCS prediction databases, for their ability to reverse the gene expression signatures in each molecular endotype. Drug repurposing analysis was also performed to identify perturbagens that counteract group-specific SLE signatures. Results: Molecular taxonomy identified five lupus endotypes, each characterized by a unique gene module enrichment pattern. Neutrophilic signature group consisted primarily of patients with active lupus nephritis, while the B-cell expression group included patients with constitutional features. Patients with moderate severity and serologic activity exhibited a signature enriched for metabolic processes. Mild disease was distributed in two groups, exhibiting enhanced basic cellular functions, myelopoiesis, and autophagy. Bortezomib was predicted to reverse disturbances in the “neutrophilic” cluster, azathioprine and ixazomib in the “B-cell” cluster, and fostamatinib in the “metabolic” patient subgroup. Conclusion: The clinical spectrum of SLE encompasses distinct molecular endotypes, each defined by unique pathophysiologic aberrancies potentially reversible by distinct compounds

Restoration of aberrant gene expression of monocytes in systemic lupus erythematosus via a combined transcriptome-reversal and network-based drug repurposing strategy

Abstract Background Monocytes -key regulators of the innate immune response- are actively involved in the pathogenesis of systemic lupus erythematosus (SLE). We sought to identify novel compounds that might serve as monocyte-directed targeted therapies in SLE. Results We performed mRNA sequencing in monocytes from 15 patients with active SLE and 10 healthy individuals. Disease activity was assessed with the Systemic Lupus Erythematosus Disease Activity Index 2000 (SLEDAI-2 K). Leveraging the drug repurposing platforms iLINCS, CLUE and L1000CDS2, we identified perturbagens capable of reversing the SLE monocyte signature. We identified transcription factors and microRNAs (miRNAs) that regulate the transcriptome of SLE monocytes, using the TRRUST and miRWalk databases, respectively. A gene regulatory network, integrating implicated transcription factors and miRNAs was constructed, and drugs targeting central components of the network were retrieved from the DGIDb database. Inhibitors of the NF-κB pathway, compounds targeting the heat shock protein 90 (HSP90), as well as a small molecule disrupting the Pim-1/NFATc1/NLRP3 signaling axis were predicted to efficiently counteract the aberrant monocyte gene signature in SLE. An additional analysis was conducted, to enhance the specificity of our drug repurposing approach on monocytes, using the iLINCS, CLUE and L1000CDS2 platforms on publicly available datasets from circulating B-lymphocytes, CD4+ and CD8+ T-cells, derived from SLE patients. Through this approach we identified, small molecule compounds, that could potentially affect more selectively the transcriptome of SLE monocytes, such as, certain NF-κB pathway inhibitors, Pim-1 and SYK kinase inhibitors. Furthermore, according to our network-based drug repurposing approach, an IL-12/23 inhibitor and an EGFR inhibitor may represent potential drug candidates in SLE. Conclusions Application of two independent - a transcriptome-reversal and a network-based -drug repurposing strategies uncovered novel agents that might remedy transcriptional disturbances of monocytes in SLE