Ανάπτυξη και αποτίμηση πολυμερικών διαλυμάτων με νανοσωματίδια για επικάλυψη επιφανειακά τροποποιημένων ινών άνθρακα

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών

Μελέτη της θεραπευτικής επίδρασης της σιλοσταζόλης στη φλεγμονώδη απόκριση και την εξέλιξη της ισχαιμίας άκρου σε μύες

Εισαγωγή: Η αγγειογένεση είναι μια φυσιολογική διεργασία που αφορά την ανάπτυξη νέων αιμοφόρων αγγείων από προϋπάρχοντα αγγεία. Τα μακροφάγα και τα Τ κύτταρα παίζουν σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη αυτού του φαινομένου. Αυτά τα κύτταρα συχνά επηρεάζονται από ποικίλα φάρμακα που χορηγούνται για τη θεραπεία ασθενειών που σχετίζονται με την παθολογική απόφραξη των αιμοφόρων αγγείων και που στοχεύουν συγκεκριμένα μόρια, όπως της οικογένειας αναστολέων της φωσφοδιεστεράσης. Η σιλοσταζόλη είναι ένας εκλεκτικός αναστολέας της φωσφοδιεστεράσης 3Α (PDE-3Α), με αποδεδειγμένη αποτελεσματικότητα στη θεραπεία της διαλείπουσας χωλότητας (IC), αυξάνοντας σημαντικά την παράταση του χρόνου βάδισης ασθενών με IC. Το φάρμακο δρα στα αιμοπετάλια, τα αγγειακά λεία μυϊκά κύτταρα και τα ενδοθηλιακά κύτταρα, αυξάνοντας τα επίπεδα της κυκλικής μονοφωσφορικής αδενοσίνης (cAMP) μέσω της παράλληλης ενδοκυτταρικής αναστολής του PDE-3Α και της εξωκυτταρικής πρόσληψης αδενοσίνης. Χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο περιφερικής αρτηριακής νόσου (PAD) σε ποντικούς, σκοπός της μελέτης ήταν η διερεύνηση της αγγειογένεσης στους ισχαιμούντες γαστροκνήμιους μύες μετά την επαγωγή χειρουργικής ισχαιμίας των οπίσθιων άκρων, καθώς και των αλληλεπιδράσεων μεταξύ της σιλοσταζόλης και των κυττάρων της φυσικής ανοσίας, και των επιδράσεων του φαρμάκου στο προφίλ των παραγόμενων κυτταροκινών. Μέθοδοι: Χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 108 NOD.CB17-Prkdcscid/J και 108 CB17 αρσενικοί ποντικοί. Όλα τα ζώα υποβλήθηκαν σε χειρουργική ισχαιμία των πίσω άκρων. Την ημέρα της χειρουργικής επέμβασης (D0) χορηγήθηκαν 60 mg/kg σιλοσταζόλης σε όλα τα ζώα και τα ποντίκια συνέχισαν να λαμβάνουν ημερήσια δόση 30 mg/kg για τις επόμενες 7 μετεγχειρητικές ημέρες. Στις ομάδες ελέγχου χορηγήθηκε καθημερινά φυσιολογικός ορός. Τις μετεγχειρητικές ημέρες D1, D3, D5, και D7, μετρήθηκαν οι συγκεντρώσεις των IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, IL-17A, TNF και ΙFΝ-γ στον ορό με κυτταρομετρία ροής. Την D7 μετά από ευθανασία των ζώων, πραγματοποιήθηκε ανάλυση με χορήγηση 68Ga-RGD. Ο γαστροκνήμιος μυς απομονώθηκε για ιστολογική αξιολόγηση. Βασικά ευρήματα: Παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική αύξηση (p <0,05) στις συγκεντρώσεις των IL-4, IL-10, IL-6 και IFN-γ στα ζώα άγριου τύπου που υποβλήθηκαν σε αγωγή με σιλοσταζόλη, ενώ η IL-2 φάνηκε να καταστέλλεται σε σημαντικό βαθμό. Στα ανοσοανεπαρκή ζώα που έλαβαν αγωγή, τα επίπεδα TNF, IL-6 και IFN-γ παρουσίασαν σημαντική αύξηση ενώ η πρόσληψη 68Ga-NODAGA-RGDfK και η έκφραση του υποδοχέα CD31 βρέθηκαν σημαντικά χαμηλότερες στο ισχαιμικό άκρο σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου. Παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση στην έκφραση του υποδοχέα CD31 στα αγρίου τύπου ζώα που έλαβαν αγωγή, όχι όμως και στην πρόσληψη 68Ga-NODAGA-RGDfK σε σύγκριση με τα ζώα της ομάδας ελέγχου. Σημασία: Η σιλοσταζόλη φαίνεται να επηρεάζει σημαντικά τα ανοσοκύτταρα ως προς τις κυτταροκίνες που παράγουν μέσω μεταβολής του τύπου της ανοσολογικής απόκρισης, προάγοντας την παραγωγή αντιφλεγμονωδών κυτταροκινών στα άγριου τύπου ζώα και βοηθώντας τη βελτίωση της ανοσολογικής απόκρισης στα ζώα με ανοσοανεπάρκεια. Συμπεράσματα: Η σιλοσταζόλη φαίνεται να επηρεάζει σημαντικά τα ανοσοκύτταρα επιδρώντας κυρίως στην παραγωγή κυτταροκινών, τροποποιώντας έτσι τον τύπο της ανοσολογικής απόκρισης. Επιπλέον, η σιλοσταζόλη φαίνεται να προάγει την παραγωγή αντιφλεγμονωδών κυτταροκινών και να αναστέλλει την παραγωγή IL-2 στα άγριου τύπου ζώα, ενώ βοηθά στη βελτίωση των ανοσολογικών αποκρίσεων στα ανοσοανεπαρκή ζώα επάγοντας την έκκριση προφλεγμονωδών κυτταροκινών και IFN-γ, μια διαπίστωση που πρέπει να διερευνηθεί περαιτέρω. Όσον αφορά την επίδραση της σιλοσταζόλης στην αγγειογένεση, τα αποτελέσματά μας δείχνουν μειωμένη έκφραση του υποδοχέα της ιντεγκρίνης αvβ3 και του υποδοχέα CD31 στους ανοσοανεπαρκείς ποντικούς, ενώ παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση στην έκφραση του υποδοχέα CD31 στα αγρίου τύπου ζώα που έλαβαν αγωγή, όχι όμως και στην πρόσληψη 68Ga-NODAGA-RGDfK σε σύγκριση με τα ζώα της ομάδας ελέγχου.Introduction: Angiogenesis is a physiological process involving the growth of new blood vessels from pre-existing vessels, with macrophages, and T cells playing an important role in the development of this phenomenon. These cells are also affected by various drugs administered for the treatment of diseases related to the pathological obstruction of blood vessels which, initially target molecules, like the phosphodiesterase inhibitor family. Cilostazol is a selective inhibitor of phosphodiesterase 3A (PDE-3Α), with proven effectiveness in the treatment of intermittent claudication (IC), increasing the distance walked by patients with IC. The drug acts on platelets, vascular smooth muscle cells and endothelial cells by increasing the levels cyclic adenosine monophosphate (cAMP) via the concomitant intracellular PDE-3A inhibition and extracellular adenosine uptake. Using a Peripheral Arterial Disease (PAD) mouse model, the purpose of this study was to investigate the revascularization of ischemic muscles after the induction of surgical hind limb ischemia, as well as the interactions between cilostazol and innate immunity cells, and the effects of the drug on the profile of cytokines produced. Methods: A total of 108 NOD.CB17-Prkdcscid/J and 108 CB17 male mice were used. All animals underwent hind limb ischemia. At the day of surgery (D0), 60 mg/kg of cilostazol were administered to all animals which continued receiving a daily dosage of 30 mg/kg for the next 7 postoperative days. Vehicle was administered daily in the control groups. Serum concentrations of IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, IL-17A, TNF and IFN-gamma were measured by flow cytometry on post-surgery days D1, D3, D5, and D7. On D7 Post-mortem Analysis was performed after the administration of 68Ga-RGD. The gastrocnemius muscle was obtained for histological evaluation. Key findings: There was a statistically significant augmentation (p < 0.05) in the concentrations of IL-4, IL-10, IL-6 and IFN-g in cilostazol treated wild type animals while IL-2 was significantly suppressed. In treated immunodeficient animals, TNF, IL-6 and IFN-g presented significant augmentation while the uptake of 68Ga-NODAGA-RGDfK was found significantly lower for both legs in comparison with the control group. No significant difference in the uptake of 68Ga-NODAGA-RGDfK was found in wild type animals. Significance: Cilostazol seems to significantly influence immunity cells in cytokine production altering the type of immunity response by promoting the production of anti-inflammatory cytokines in wild type animals while it helps toward the improvement of immunity response in immunodeficient animals. Conclusions: In conclusion, cilostazol seems to significantly impact on immune cells, mainly affecting cytokine production, thus altering the type of immune response; cilostazol seems to promote the production of anti-inflammatory cytokines and the suppression of IL-2 in wild-type animals, while it helps towards the improvement of immune responses in immunodeficient animals by increasing the secretion of proinflammatory cytokines and IFN-γ, an indication that needs to be further investigated. Regarding the effects of cilostazol on angiogenesis, our results indicate reduced expression of αvβ3 integrin and CD31 receptor in immunodeficient mice, while cilostazol seems to significantly increase angiogenesis in wild type animals during the first post operational week

Sensitization and tolerance to the discriminative stimulus effects of mu-opioid agonists

The discriminative stimulus effects of several μ-opioid agonists were examined under conditions of opioid sensitization or tolerance, i.e., before and after 1-week SC infusions of naloxone or μ-opioid agonists. Rats were trained to discriminate 3.0 mg/kg morphine from saline using a two-lever, discrete trial, shock-avoidance/escape procedure. The rats generalized completely to morphine, fentanyl, meperidine, buprenorphine, and etorphine, and partially to pentazocine. A 7-day infusion of naloxone (0.3 mg/kg per h) potentiated the discriminative stimulus effects of all of these drugs. The magnitude of the increased potency varied indirectly with the efficacy of the μ-opioid agonists; potency ratios (pre-infusion ED 50 /post-infusion ED 50 ) ranged from 1.58 (etorphine) to 3.58 (pentazocine). Stimulus generalization to morphine, fentanyl, and meperidine also was examined following infusions of equieffective doses of each of these three drugs. Differences among drugs were generally small, and failed to reach statistical significance. Nonetheless, the induction of μ-opioid tolerance did seem to vary with the efficacy of the three μ-opioid agonists. Thus, meperidine (6.25 mg/kg per h), which has the lowest efficacy of the drugs infused, produced the greatest shift to the right of the stimulus-generalization curves of these three drugs; the post-meperidine PR ranged between 0.40 and 0.61. Fentanyl (0.1 mg/kg per h), a drug with a higher efficacy at μ-opioid receptors, did not produce tolerance to the discriminative stimulus effects of morphine, fentanyl, or meperidine; potency ratios ranged from 0.50 to 0.75. Potency ratios for buprenorphine, etorphine, fentanyl, meperidine, and morphine after 7-day morphine infusions (0.75 mg/kg per h) ranged from 0.38 (buprenorphine) to 0.80 (etorphine). Morphine induced significant tolerance only to the discriminative stimulus effects of fentanyl. Our results suggest that different cellular mechanisms underlie the development of tolerance and sensitization to the discriminative stimulus effects of μ-opioid agonists.Peer Reviewedhttp://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/46342/1/213_2005_Article_BF02244991.pd

Absorption properties of Mediterranean aerosols obtained from multi-year ground-based remote sensing observations.

International audienceAerosol absorption properties are of high importance to assess aerosol impact on regional climate. This study presents an analysis of aerosol absorption products obtained over the Mediterranean basin or land stations in the region from multi-year ground-based AERONET observations with a focus on the Absorbing Aerosol Optical Depth (AAOD), Single Scattering Albedo (SSA) and their spectral dependence. The AAOD and Absorption Angström Exponent (AAE) dataset is composed of daily averaged AERONET level 2 data from a total of 22 Mediterranean stations having long time series, mainly under the influence of urban-industrial aerosols and/or soil dust. This dataset covers the 17-yr period 1996-2012 with most data being from 2003-2011 (~89% of level-2 AAOD data). Since AERONET level-2 absorption products require a high aerosol load (AOD at 440 nm > 0.4), which is most often related to the presence of desert dust, we also consider level-1.5 SSA data, despite their higher uncertainty, and filter out data with an Angström exponent < 1.0 in order to study absorption by carbonaceous aerosols. The SSA dataset includes AERONET level-2 products. Sun-photometer observations show that values of AAOD at 440 nm vary between 0.024 ± 0.01 (resp. 0.040 ± 0.01) and 0.050 ± 0.01 (0.055 ± 0.01) for urban (dusty) sites. Analysis shows that the Mediterranean urban-industrial aerosols appear "moderately" absorbing with values of SSA close to ~0.94-0.95 ± 0.04 (at 440 nm) in most cases except over the large cities of Rome and Athens, where aerosol appears more absorbing (SSA ~0.89-0.90 ± 0.04). The aerosol Absorption Angström Exponent (AAE, estimated using 440 and 870 nm) is found to be larger than 1 for most sites over the Mediterranean, a manifestation of mineral dust (iron) and/or brown carbon producing the observed absorption. AERONET level-2 sun-photometer data indicate a possible East-West gradient, with higher values over the eastern basin (AAEEast = 1.39/AAEWest = 1.33). The North-South AAE gradient is more pronounced, especially over the western basin. Our additional analysis of AERONET level-1.5 data also shows that organic absorbing aerosols significantly affect some Mediterranean sites. These results indicate that current climate models treating organics as nonabsorbing over the Mediterranean certainly underestimate the warming effect due to carbonaceous aerosols

Ethanol reversal of tolerance to the respiratory depressant effects of morphine

Opioids are the most common drugs associated with unintentional drug overdose. Death results from respiratory depression. Prolonged use of opioids results in the development of tolerance but the degree of tolerance is thought to vary between different effects of the drugs. Many opioid addicts regularly consume alcohol (ethanol), and post-mortem analyses of opioid overdose deaths have revealed an inverse correlation between blood morphine and ethanol levels. In the present study, we determined whether ethanol reduced tolerance to the respiratory depressant effects of opioids. Mice were treated with opioids (morphine, methadone, or buprenorphine) for up to 6 days. Respiration was measured in freely moving animals breathing 5% CO(2) in air in plethysmograph chambers. Antinociception (analgesia) was measured as the latency to remove the tail from a thermal stimulus. Opioid tolerance was assessed by measuring the response to a challenge dose of morphine (10 mg/kg i.p.). Tolerance developed to the respiratory depressant effect of morphine but at a slower rate than tolerance to its antinociceptive effect. A low dose of ethanol (0.3 mg/kg) alone did not depress respiration but in prolonged morphine-treated animals respiratory depression was observed when ethanol was co-administered with the morphine challenge. Ethanol did not alter the brain levels of morphine. In contrast, in methadone- or buprenorphine-treated animals no respiratory depression was observed when ethanol was co-administered along with the morphine challenge. As heroin is converted to morphine in man, selective reversal of morphine tolerance by ethanol may be a contributory factor in heroin overdose deaths