Calcium Homeostasis and Cone Signaling Are Regulated by Interactions between Calcium Stores and Plasma Membrane Ion Channels

Calcium is a messenger ion that controls all aspects of cone photoreceptor function, including synaptic release. The dynamic range of the cone output extends beyond the activation threshold for voltage-operated calcium entry, suggesting another calcium influx mechanism operates in cones hyperpolarized by light. We have used optical imaging and whole-cell voltage clamp to measure the contribution of store-operated Ca2+ entry (SOCE) to Ca2+ homeostasis and its role in regulation of neurotransmission at cone synapses. Mn2+ quenching of Fura-2 revealed sustained divalent cation entry in hyperpolarized cones. Ca2+ influx into cone inner segments was potentiated by hyperpolarization, facilitated by depletion of intracellular Ca2+ stores, unaffected by pharmacological manipulation of voltage-operated or cyclic nucleotide-gated Ca2+ channels and suppressed by lanthanides, 2-APB, MRS 1845 and SKF 96365. However, cation influx through store-operated channels crossed the threshold for activation of voltage-operated Ca2+ entry in a subset of cones, indicating that the operating range of inner segment signals is set by interactions between store- and voltage-operated Ca2+ channels. Exposure to MRS 1845 resulted in ∼40% reduction of light-evoked postsynaptic currents in photopic horizontal cells without affecting the light responses or voltage-operated Ca2+ currents in simultaneously recorded cones. The spatial pattern of store-operated calcium entry in cones matched immunolocalization of the store-operated sensor STIM1. These findings show that store-operated channels regulate spatial and temporal properties of Ca2+ homeostasis in vertebrate cones and demonstrate their role in generation of sustained excitatory signals across the first retinal synapse

Use of hydrophilic and hydrophobic polymers for the development of controlled release tizanidine matrix tablets

The aim of the present study was to develop tizanidine controlled release matrix. Formulations were designed using central composite method with the help of design expert version 7.0 software. Avicel pH 101 in the range of 14-50% was used as a filler, while HPMC K4M and K100M in the range of 25-55%, Ethylcellulose 10 ST and 10FP in the range of 15 - 45% and Kollidon SR in the range of 25-60% were used as controlled release agents in designing different formulations. Various physical parameters including powder flow for blends and weight variation, thickness, hardness, friability, disintegration time and in-vitro release were tested for tablets. Assay of tablets were also performed as specified in USP 35 NF 32. Physical parameters of both powder blend and compressed tablets such as compressibility index, angle of repose, weight variation, thickness, hardness, friability, disintegration time and assay were evaluated and found to be satisfactory for formulations K4M2, K4M3, K4M9, K100M2, K100M3, K100M9, E10FP2, E10FP9, KSR2, KSR3 & KSR9. In vitro dissolution study was conducted in 900 ml of 0.1N HCl, phosphate buffer pH 4.5 and 6.8 medium using USP Apparatus II. In vitro release profiles indicated that formulations prepared with Ethocel 10 standard were unable to control the release of drug while formulations K4M2, K100M9, E10FP2 & KSR2 having polymer content ranging from 40-55% showed a controlled drug release pattern in the above mentioned medium. Zero-order drug release kinetics was observed for formulations K4M2, K100M9, E10FP2 & KSR2. Similarity test (f2) results for K4M2, E10FP2 & KSR2 were found to be comparable with reference formulation K100M9. Response Surface plots were also prepared for evaluating the effect of independent variable on the responses. Stability study was performed as per ICH guidelines and the calculated shelf life was 24-30 months for formulation K4M2, K100M9 and E10FP2

New Insights into the Evolution of Wolbachia Infections in Filarial Nematodes Inferred from a Large Range of Screened Species

Wolbachia are intriguing symbiotic endobacteria with a peculiar host range that includes arthropods and a single nematode family, the Onchocercidae encompassing agents of filariases. This raises the question of the origin of infection in filariae. Wolbachia infect the female germline and the hypodermis. Some evidences lead to the theory that Wolbachia act as mutualist and coevolved with filariae from one infection event: their removal sterilizes female filariae; all the specimens of a positive species are infected; Wolbachia are vertically inherited; a few species lost the symbiont. However, most data on Wolbachia and filaria relationships derive from studies on few species of Onchocercinae and Dirofilariinae, from mammals.We investigated the Wolbachia distribution testing 35 filarial species, including 28 species and 7 genera and/or subgenera newly screened, using PCR, immunohistochemical staining, whole mount fluorescent analysis, and cocladogenesis analysis. (i) Among the newly screened Onchocercinae from mammals eight species harbour Wolbachia but for some of them, bacteria are absent in the hypodermis, or in variable density. (ii) Wolbachia are not detected in the pathological model Monanema martini and in 8, upon 9, species of Cercopithifilaria. (iii) Supergroup F Wolbachia is identified in two newly screened Mansonella species and in Cercopithifilaria japonica. (iv) Type F Wolbachia infect the intestinal cells and somatic female genital tract. (v) Among Oswaldofilariinae, Waltonellinae and Splendidofilariinae, from saurian, anuran and bird respectively, Wolbachia are not detected.The absence of Wolbachia in 63% of onchocercids, notably in the ancestral Oswaldofilariinae estimated 140 mya old, the diverse tissues or specimens distribution, and a recent lateral transfer in supergroup F Wolbachia, modify the current view on the role and evolution of the endosymbiont and their hosts. Further genomic analyses on some of the newly sampled species are welcomed to decipher the open questions

Vorbehandlung mit Nah-Infrarot-Licht zur Abschwächung von lärminduzierter Schwerhörigkeit

Hintergrund: Lärminduzierte Schwerhörigkeit (NIHL) ist mit dem Verlust von cochleären Haarzellen verbunden. Es ist bekannt, dass eine tägliche posttraumatische Behandlung durch Nah-Infrarot-Licht (NIR) über 9 Tage den Verlust von Haarzellen signifikant verringert. Die präventive Applikation von NIR vor einem Lärmtrauma könnte jedoch für den Haarzellerhalt noch effektiver sein, da dann bereits zum Zeitpunkt der Lärmapplikation apoptosehemmende Prozesse aktiv sind.Ziel dieser Studie ist es, den Effekt der NIR-Vorbehandlung zur Vorbeugung einer NIHL zu untersuchen.Methoden: Die Versuchsgruppen (adulte Mäuse) wurden kurz nach der Vorbehandlung der Cochlea mit NIR-Licht (808 nm; für 5, 10, 20, 30, 40 oder 50 Minuten über den äußeren Gehörgang) lärmbeschallt (5-20 kHz, 30 Minuten, 115 dB SPL). Frequenzspezifische ABR-Messungen wurden vor allen Behandlungen und 2 Wochen nach der Lärmbeschallung durchgeführt. Zudem wurden die Zelldichte der Spiralganglienzellen und der Haarzellverlust untersucht. Eine ausschließlich lärmexponierte Versuchsgruppe diente als Kontrolle.Ergebnisse: Die NIR-Vorbehandlung führte 2 Wochen nach der Lärmbeschallung in allen Gruppen (mit Ausnahme der 5 Minuten-Gruppe) zu einem signifikant geringeren Hörverlust über den getesteten Frequenzbereich. Es konnten keine statistisch signifikanten Unterschiede hinsichtlich der Hörschwellen zwischen der 10; 20; 30; 40 und 50 Minuten-Gruppe festgestellt werden.Schlussfolgerung: Als optimale präventive Dosis wurde eine NIR-Laservorbehandlung von 10 Minuten ermittelt. Danach tritt anscheinend eine Sättigung ein. Der beobachtete Effekt könnte neben der Abschwächung einer NIHL möglicherweise auch eine große Bedeutung beim Erhalt des Restgehörs während otochirurgischer Interventionen (z. B. Cochlea-Implantat-OP) haben.Unterstützt durch: Diese Studie wurde unterstützt durch Advanced Bionics GmbH, Hannover.Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an

Vorbehandlung mit Nah-Infrarot-Licht zur Abschwächung von lärminduzierter Schwerhörigkeit

Hintergrund: Lärminduzierte Schwerhörigkeit (NIHL) ist mit dem Verlust von cochleären Haarzellen verbunden. Es ist bekannt, dass eine tägliche posttraumatische Behandlung durch Nah-Infrarot-Licht (NIR) über 9 Tage den Verlust von Haarzellen signifikant verringert. Die präventive Applikation von NIR vor einem Lärmtrauma könnte jedoch für den Haarzellerhalt noch effektiver sein, da dann bereits zum Zeitpunkt der Lärmapplikation apoptosehemmende Prozesse aktiv sind.Ziel dieser Studie ist es, den Effekt der NIR-Vorbehandlung zur Vorbeugung einer NIHL zu untersuchen.Methoden: Die Versuchsgruppen (adulte Mäuse) wurden kurz nach der Vorbehandlung der Cochlea mit NIR-Licht (808 nm; für 5, 10, 20, 30, 40 oder 50 Minuten über den äußeren Gehörgang) lärmbeschallt (5-20 kHz, 30 Minuten, 115 dB SPL). Frequenzspezifische ABR-Messungen wurden vor allen Behandlungen und 2 Wochen nach der Lärmbeschallung durchgeführt. Zudem wurden die Zelldichte der Spiralganglienzellen und der Haarzellverlust untersucht. Eine ausschließlich lärmexponierte Versuchsgruppe diente als Kontrolle.Ergebnisse: Die NIR-Vorbehandlung führte 2 Wochen nach der Lärmbeschallung in allen Gruppen (mit Ausnahme der 5 Minuten-Gruppe) zu einem signifikant geringeren Hörverlust über den getesteten Frequenzbereich. Es konnten keine statistisch signifikanten Unterschiede hinsichtlich der Hörschwellen zwischen der 10; 20; 30; 40 und 50 Minuten-Gruppe festgestellt werden.Schlussfolgerung: Als optimale präventive Dosis wurde eine NIR-Laservorbehandlung von 10 Minuten ermittelt. Danach tritt anscheinend eine Sättigung ein. Der beobachtete Effekt könnte neben der Abschwächung einer NIHL möglicherweise auch eine große Bedeutung beim Erhalt des Restgehörs während otochirurgischer Interventionen (z. B. Cochlea-Implantat-OP) haben.Unterstützt durch: Diese Studie wurde unterstützt durch Advanced Bionics GmbH, Hannover.Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an

Zentrale Neurodegeneration nach wiederholter Lärmexposition im auditorischen System der Maus

Hintergrund: Ein Lärmtrauma führt zu massiven Veränderungen in peripheren und zentralen Strukturen der Hörbahn. Studien zu zentralen Auswirkungen konnten zeigen, dass ein Lärmtrauma einen akuten, signifikanten Zellverlust unter Beteiligung spezifischer Zelltodmechanismen in auditorischen Hirnstrukturen, insbesondere im Hirnstamm, nach sich zieht.Methoden: Normalhörende Mäuse (NMRI-Stamm) wurden lärmexponiert (Rauschen 5-20 kHz, 115 dB SPL, 3 Stunden) und zu verschieden Zeitpunkten nach einmaliger oder wiederholter Lärmexposition untersucht (1, 7 oder 14 Tage). Zur Betrachtung neurodegenerativer Prozesse wurden immunhistochemische Färbungen im Hirnschnitt verschiedener zentraler auditorischer Strukturen durchgeführt (Nucleus cochlearis (CN), Colliculus inferior (IC), medialer Kniehöcker (MGB), auditorischer Cortex (AC)).Ergebnisse: Die Daten zeigen einen signifikanten Anstieg der Apoptose im CN und IC des zentralen auditorischen Systems nach einfachem Lärmtrauma. Eine wiederholte Exposition ist gefolgt von degenerativen Prozessen im MGB und AC, also in hierarchisch höheren Hirnregionen, während die Effekte im CN und IC reduziert sind.Schlussfolgerungen: Eine Protektion höherer zentraler Strukturen nach Einfachtrauma erfolgt möglicherweise durch Aktivierung inhibitorischer Projektionen. Diese Effekte sind im vorgeschädigten auditorischen System reduziert, wodurch eine erhöhte Degeneration im MGB und AC stattfindet. Wenn die Ergebnisse, wie anzunehmen, teilweise auf den Menschen übertragbar sind, sollte die Rehabilitation der zentralen auditorischen Verarbeitung bei Patienten mit lärminduziertem Hörverlust eine stärkere Beachtung finden, um in kritischen Hörsituationen eine ausreichende Signalverarbeitung (z.B. Sprachverstehen im Störgeräusch) zu gewährleisten.Unterstützt durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG (GR 3519/3-1)Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an