Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Kopijnummerpolymorfismen zijn naast SNPs een belangrijke vorm van genetische variatie. De α- en β-defensinelocus op chromosoom 8p23 vertoont een dergelijke variatie. Defensines spelen een belangrijke rol in het gezond houden van de barrière functie van het epitheelweefsel. Enerzijds hebben ze een antimicrobiële werking, anderzijds zijn ze chemotactisch voor cellen van zowel het aangeboren als van het verworven immuunsysteem. Daarom hebben we de kopijnummervariatie van deze genen in kaart gebracht en de betrokkenheid van defensines onderzocht in ziekten waarbij de epitheelbarrière verstoord is zoals COPD, mucoviscidose, de ziekte van Crohn en parodontitis. Omdat er bij aanvang van deze studie geen gevalideerde test voorhanden was voor de kwantificatie van kopijnummers, hebben we zelf een kwantitatieve test ontwikkeld op basis van kwantitatieve PCR. Om een accurate test te verkrijgen, hebben we referentieconstructen aangemaakt met een gekend aantal kopijen van het herhaalde gen en 1 kopij van een referentiegen. Op deze wijze kunnen we via een standaardcurve het kopijnummer bepalen. Vervolgens hebben wij deze test gevalideerd met interfase FISH en ze gebruikt om de α- en β-defensineregio te karakteriseren. Uit deze analyses is gebleken dat de β-defensineregio een spreiding heeft van 2 tot 8 kopijen per diploïd genoom met een gemiddelde van 4 kopijen. Tevens bleek dat het DEFA1A3 gen 3 tot 10 keer voorkomt met een gemiddelde van 6 kopijen per diploïd genoom. Het kopijnummer van het DEFA1A3 gen bleek bovendien onafhankelijk te zijn van het kopijnummer van de β-defensineregio. Wanneer we het aantal kopijen groepeerden volgens leeftijd en geslacht, merkten we een leeftijds- en geslachtsafhankelijke distributie van het β-defensinekopijnummer. De distributie bleek daarenboven populatieafhankelijk te zijn. De verschillende strategieën die we tot nu toe gebruikt hebben om dit fenomeen beter te begrijpen hebben nog geen verklaring kunnen brengen. Zo is er geen variatie in het kopijnummer tussen verschillende soorten bloedcellen. Ook hebben we geen verschil in kopijnummer kunnen vaststellen tussen bloed en mondweefsel van dezelfde persoon. Verder hebben FISH-experimenten niet kunnen aantonen dat β-defensine genen als extrachromosomaal DNA voorkomen. Na de karakterisatie van het kopijnummerpolymorfisme hebben we functionele studies uitgevoerd met oraal epitheelweefsel en aan parodontitis gerelateerde bacteriën. Het effect van twee mondpathogenen ( Porphyromonas gingivalis en Actinobacillus actinomycetemcomitans) , zowel als van twee commensale bacteriën ( Fusobacterium nucleatum en Escherichia coli ), evenals van twee stimulerende agentia (PMA en TNFα), werd nagegaan op de β-defensine en IL-8 expressie in mondeptiheelweefsel. Uit deze studies is gebleken dat commensale bacteriën een ander β-defensine inductiepatroon vertonen dan pathogene bacteriën. Aangezien pathogene bacteriën zorgen voor een verminderde opregulatie van de β-defensines, ontsnappen ze aan het afweermechanisme van het epitheelweefsel en kunnen ze het weefsel binnendringen en ziekte veroorzaken. Voor mucoviscidose hebben we zowel een associatiestudie als functionele studies uitgevoerd. Uit de associatiestudie is gebleken dat patiënten met meer β-defensine-kopijen een milder longfenotype hebben en tevens ook een hogere levens-verwachting. We hebben dit positief effect van een hoger aantal β-defensinekopijen verder onderzocht door epitheelcellen met respectievelijk veel en weinig β-defensinegenen in cultuur te brengen. Uit deze experimenten is gebleken dat wanneer er veel β-defensinekopijen aanwezig zijn, de expressie van deze genen verhoogd wordt onder invloed van pro-inflammatoire stimuli zoals bijv. TNFα. Deze opregulatie zorgt voor een betere bescherming tegen infecties door Peudomonas aeruginosa . Dit is een belangrijke, CF gerelateerde, pathogene bacterie die zorgt voor chronische longinfecties . Bij de ziekte van Crohn en bij COPD echter bleken te veel β-defensinegenen een ongunstig effect te hebben. Een hoger kopijnummer van de β-defensinegenen blijkt geassocieerd te zijn met aantasting van de dikke darm bij de ziekte van Crohn, deze associatie was het sterkst bij patiënten waar de ziekte zich op jongere leeftijd manifesteert. Daarnaast hebben we kunnen aantonen dat, bij Crohn’s patiënten die behandeld worden met TNFα blokkers, een hoog aantal kopijen van de β-defensinelocus gelieerd is aan het ontwikkelen van psoriatische huidletsels. Bij COPD patiënten bleek tevens een hoger aantal β-defensinekopijen geassocieerd te zijn met de ziekte. Een hoog aantal β-defensinekopijen bij COPD en de ziekte van Crohn draag wellicht bij tot een versterking van de ziekteverwekkende immuunreactie. Naast dit β-defensine effect hebben we ook vastgesteld dat een hoog kopijnummer van het DEFA1A3 gen geassocieerd is met chronische afstoting van de getransplanteerde long bij COPD patiënten die een longtransplantatie hebben ondergaan. Het aantal kopijen van de β-defensineregio blijkt dus van belang te zijn voor het gezond houden van de epitheelbarrière. De β-defensine CNV is vandaag de dag wellicht de klinisch meest relevante CNV. Copy number variations (CNVs) are besides single nucleotide polymorphisms (SNPs) an important form of individual genetic variation. The α- and β-defensin locus on chromosome 8p23 shows extensive copy number variation. Defensins play an important role in keeping the epithelial barrier into a healthy state. On one hand, they are antimicrobial agents; on the other hand they are chemotactic agents for cells of the acquired immune system. Therefore, we have determined the copy number variation of those genes and we have investigated the possible influence of the copy number polymorphism in diseases of the epithelial barrier like COPD, cystic fibrosis, Crohn’s disease and periodontitis. At the start of this project, no validated test to quantify extensive copy number variation was available. We developed therefore a quantitative test, based on real time PCR. To standardize the test, we developed concatemeric reference constructs with a known number of copies of the repeated gene of interest and a single copy of a reference gene. With the data of these reference constructs, a standard curve was made, which was subsequently used to determine the copy number in samples. We have shown that the β-defensin CNV contains 2 to 8 copies in a diploid genome with a mean copy number of 4. The DEFA1A3 copy number was shown to vary from 3-10 with a mean copy number of 6. Moreover, the diploid DEFA1A3 copy number was independent of the diploid β-defensin copy numbers. When the copy numbers were stratified according to age and gender, an age- and gender-dependent copy number variation was observed. The copy number variation was also population dependent. Different approaches were followed to understand this variation, but until now, none of them proofed to be successful. To examine somatic variation, the copy number in blood and mouth epithelium of the same person was analyzed. The same copy numbers were concluded in both tissues. FISH experiments did not reveal the presence of extrachromosomal DNA containing the β-defensin genes. We also performed functional studies with oral epithelial tissue and periodontitis related bacteria. The upregulation of the β-defensin genes after induction with two pathogens (Porphyromonas gingivalis and Actinobacillus actinomycetemcomitans) and with two commensal bacteria (Fusobacterium nucleatum and Escherichia coli) was evaluated. The influence of PMA and TNFα on the expression of the different β-defensin genes and IL-8 was also investigated. These experiments pointed out that the commensal bacteria have a different β-defensin induction pattern than pathogenic bacteria. Pathogenic bacteria were shown to upregulate hBD2 to a lesser extent. This increases probably their capacity to invade the epithelium. In the cystic fibrosis study, we performed functional studies as well as an association study. The association study showed that a higher diploid β-defensin copy number was found in patients with a milder lung phenotype and in older age groups. We further investigated the positive effect of a high diploid β-defensin copy number by culturing nasal epithelial cells with a low and a high diploid β-defensin copy number and challenged them with TNFα and Ps. aeruginosa. These experiments showed that when epithelial cells have a high β-defensin copy number, the expression is induced by TNFα and in turn this induction results in a better bactericidal activity against Ps. aeruginosa. For Crohn’s disease and COPD, we investigated whether an association between the α- and β-defensin CNV and the disease exists. A high diploid β-defensin copy number was associated with Crohn’s disease of the colon and this association was the strongest in the group with the youngest age of onset. Patients with COPD had a higher β-defensin copy number than control individuals. A high β-defensin copy number might contribute to the excessive inflammation seen in these patients. The α-defensin CNV was associated with chronic rejection of the transplanted lung in COPD patients. The β-defensin copy number seems to be important in keeping the epithelial barrier in a healthy state. This way, the β-defensin CNV is probably one of the most clinically relevant CNVs discovered so far. Recentelijk wordt het steeds meer duidelijk dat veel genen niet 1 keer voorkomen op een chromosoom, maar dat er meerder kopijen van genen of van zelfs hele regio’s kunnen voorkomen. Dit is een nieuwe vorm van genetische variatie waarvan we het belang nog niet kennen. De defensinegenen liggen in een regio die meerdere keren kan voorkomen per chromosoom. Er bestaan twee soorten defensine genen, alpha-defensines en beta-defensines. Deze genen spelen een hele belangrijke rol in het gezond houden van ons lichaam. De grens tussen de binnenkant van ons lichaam en de omgeving bestaat uit epitheelcellen, zoals de huid. Deze grens wordt beschermt door natuurlijke antibiotica’s, zoals de defensines. Naast hun rol als antibiotica hebben ze ook een belangrijke rol in het ontstaan van ontsteking. Aangezien het evenwicht tussen de verschillende factoren die zorgen voor een ontstekingsreactie van groot belang is, hebben we onderzocht of het aantal kopijen een rol kan spelen in ziekten waar dit evenwicht verstoord is zoals bij emfysema, de ziekte van Crohn, parodontitis en mucoviscidose. In een eerst fase hebben we een test ontwikkeld om zeer correct het aantal kopijen te kunnen bepalen van de defensinegenen. Met deze test hebben we dan het aantal kopijen bepaald in gezonde personen. Uit deze experimenten is gebleken dat het kopijnummer van de beta-defensinegenen verandert met de leeftijd. Vervolgens hebben we proberen te achterhalen wat de oorzaak hiervan is, maar tot nu toe hebben we nog geen verklaring kunnen vinden. In een volgende fase van het onderzoek hebben we het aantal kopijen van de alpha-en beta-defensinegenen bepaald bij patiënten. We hebben kunnen aantonen dat mucoviscidose patiënten die meer van deze genen hebben, langer leven dan patiënten met minder genen, ook is de conditie van hun longen beter. Na verder onderzoek bleek dat wanneer er meer beta-defensinegenen aanwezig waren, deze patiënten beter beschermd zijn tegen longinfecties. Voor de andere ziekten die we onderzocht hebben bleek het beter om weinig beta-defensinegenen te hebben. Bij de ziekte van Crohn en bij emfyseem spelen ontstekingsreacties een grote rol, de aanwezigheid van veel beta-defensingenen zal deze ontsteking waarschijnlijk in de hand werken. Ook hebben we ontdekt dat bij patiënten met de ziekte van Crohn, die ontstekingsremmers krijgen, een hoog aantal beta-defensine genen het ontwikkelen van huidletsels in de hand werkt. Een hoog aantal alpha-defensinegenen blijkt echter betrokken te zijn bij de afstoting de gentransplanteerde longen na longstransplantatie. Recently is has been found that some genes and even whole genomic regions do not occur only ones on a chromosome, but can be repeated several times. This is a new form of genetic variation. The defensins genes are located in such a region. There exist to types of defensins, α-defensins and β-defensins. These genes have an important function in keeping our body in a healthy state. The border between the inside and the outside is composed of epithelial cells, like the skin. This border is protected by natural antibiotics like the defensins. Besides their role as natural antibiotics, they also have a function in inflammation. The different factors that are involved in inflammation have to be in equilibrium, when this equilibrium is disturbed, disease is established. This way, the number of β-defensin genes can have a role in diseases of the border between the inside and the outside. To investigate if indeed the copy number is important in some disease we have first developed a test to determine very precisely the copy number of the defensin genes. This test was than used to look at the copy numbers in healthy individuals. To our surprise, the β-defensin copy number varied with the age of the individual. We tried to find an explanation, but were not successful. In a next phase, the copy numbers of the α- and β-defensin genes was determined in patients. We demonstrated that patients with a higher β-defensin copy number live longer and that the condition of their lungs is better. Further investigation showed us that patients with a higher β-defensin copy number are better protected against infections. For the Crohn’s disease and COPD, a low copy number of the β-defensin genes was beneficial for the patients. A too strong inflammation is involved in these diseases; probably a high β-defensin copy number will promote this inflammation. Furthermore, we have discovered that patients with Crohn’s disease, who take immunosuppressive drugs and have a high β-defensin copy number, are more vulnerable in developing skin problems. A high α-defensin copy number showed to be involved in chronic rejection of the transplanted lungs.

Academic collection --- 612.6 --- 575 --- Reproduction. Growth. Development --- General genetics. General cytogenetics. Immunogenetics. Evolution. Speciation. Phylogeny --- Theses --- 575 General genetics. General cytogenetics. Immunogenetics. Evolution. Speciation. Phylogeny

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Zoektocht naar proteïnen die de activiteit van b-secretase beïnvloeden. Bestaat er een uitdrukking die meer van toepassing is op de ziekte van Alzheimer (AD) dan het Romeinse gezegde “Ex minima magnus scintilla nascitur ignis” (een nietige vonk kan de oorzaak zijn van een gigantische brand)? Immers, het kleine amyloïde b (Ab) peptide, een peptide van zo’n 40 à 42 aminozuren dat aan de basis ligt van AD, is in staat om een complex pathologisch proces in de hersenen in gang te zetten dat uiteindelijk leidt tot amyloïde afzettingen, neurofibrillaire kluwens, een daling in het aantal synapsen en neuronale celdood. Ab ontstaat door proteolyse van het type I transmembranair voorlopereiwit, het Amyloïde Precursor Proteïne (APP), door de opeenvolgende werking van twee verschillende enzymen, namelijk b-secretase –ook b-site APP Cleaving Enzyme 1 (BACE1) genaamd– en g-secretase. Tot op heden beperkt de behandeling van de ziekte van Alzheimer zich enkel tot symptoombestrijding en is er nog geen effectief geneesmiddel voorhanden. Er worden verschillende strategieën gevolgd in de ontwikkeling van AD therapieën, maar een van de meest attractieve is het verhinderen van Ab productie door in te grijpen op de APP-klievende enzymen. De zoektocht naar potente inhibitoren van BACE1 en g-secretase is volop aan de gang. In dit werk onderzochten we 2 strategieën om de activiteit van BACE1, hetzij op een indirecte, hetzij op een directe manier te inhiberen. In een eerste deel van de thesis wordt gefocusseerd op het cytoplasmatisch domein van BACE1. Dit domein is betrokken in proteïne-proteïne-interacties die noodzakelijk zijn voor een correcte subcellulaire lokalisatie. Aangezien we konden aantonen dat verstoring van de subcellulaire lokalisatie van BACE1 in neuronen een nefaste impact heeft op de klieving van APP, kunnen proteïnen die betrokken zijn in lokalisatie van BACE1 eveneens van belang zijn om een optimale enzymatische activiteit te bekomen. Zulke BACE1-bindingspartners zouden nieuwe therapeutische doelwitten kunnen zijn. Met behulp van een gist dubbelhybridenscreening werden 20 kandidaat bindingspartners van het membraananker van BACE1 geïdentificeerd. Het merendeel van deze eiwitten werd slechts één maal opgepikt. Opmerkelijk was dat FKBP8 twintig keer werd teruggevonden in de screening en daarmee 38 percent van het totaal aantal opgepikte proteïnes vertegenwoordigde. Dit eiwit werd geselecteerd voor verdere karakterisatie. Er werd aangetoond dat FKBP8 een transmembranair eiwit is met een wijdverbreide weefselexpressie. De interactie van BACE1 met FKBP8 werd bevestigd in een in vitro GST-coprecipitatie. Ondanks het feit dat deze interactie niet kon worden bevestigd in cellen met behulp van coimmunoprecipitatie werd toch nagegaan of FKBP8 een rol zou kunnen spelen in APP proteolyse. Zowel bij overexpressie van FKBP8 als bij een gedaalde expressie van endogeen FKBP8, bekomen met behulp van transfectie met FKBP8-specifieke, synthetische siRNA-moleculen, kon geen effect op APP klieving worden vastgesteld in N2A en HEK293 cellen. Als alternatieve strategie om eiwitten op te sporen die de activiteit van BACE1 kunnen moduleren werd gestart met de aanmaak van BACE1-specifieke lama- en dromedarisantilichamen die dankzij hun opmerkelijke structurele opbouw in de actieve site van enzymen kunnen binden en op die manier enzymes kunnen inhiberen. Na immunisatie van een dromedaris en een lama werden 24 verschillende antilichamen geïsoleerd. Twee antilichamen, Nb_B2 en Nb_B26, bleken in staat om in een in vitro test b-secretase activiteit te inhiberen en zes antilichamen konden BACE1 activiteit stimuleren. Verrassend genoeg kon de sterkste in vitro stimulator Nb_B9 –en niet de twee in vitro inhibitoren Nb_B2 en Nb_B26– na overexpressie in cellen APP proteolyse inhiberen. Vooraleer meer tijd te investeren in Nb_B9 is het aan te bevelen uit te zoeken waarom dit antilichaam in de ene conditie fungeert als BACE1 inhibitor, terwijl het in een andere conditie daarentegen b-secretase activiteit kan stimuleren. Looking for proteins modulating b-secretase activity “Ex minima magnus scintilla nascitur ignis” (little sparks kindle great fires), an expression already used by the Old Romans, perfectly fits Alzheimer’s disease (AD). Indeed, the amyloid b (Ab) peptide, a small peptide of about 40 to 42 amino acids that causes AD, is able to initiate a complex pathological process in the brain, eventually leading to amyloid deposits, neurofibrillary tangles, decreased synaptic density and neuronal cell loss. Ab formation requires cleavage of a type I transmembrane precursor protein, the Amyloid Precursor Protein (APP), by two enzymes, namely b-secretase or b-site APP Cleaving Enzyme 1 (BACE1) and g-secretase. Until now treatment of AD is restricted to weaken symptoms, since there is no real cure available yet. There are several promising strategies in the pipeline to tackle the underlying pathology, but one of the most favourite strategies is to lower Ab production by g- and b-secretase inhibitors. The search for potent inhibitors is still ungoing. In the current work we have investigated two different strategies to inhibit BACE1 activity. In a first part of the work we focused on the cytoplasmic tail of BACE1. This domain is involved in protein-protein interactions regulating subcellular localization. We could show that affecting the subcellular distribution of BACE1 in neurons has a negative impact on APP cleavage. Hence, BACE1 binding partners involved in BACE1 localization could also be important for optimal enzymatic activity. Such proteins might be new therapeutic targets. Using a yeast two-hybrid screening we identified twenty different candidate BACE1 binding partners. Most proteins were picked only once in the screening. Remarkably, one of them, identified as FKBP8, was obtained independently twenty times, hence representing thirthy-eight percent of picked proteins. This protein was selected for further characterization. We show that FKBP8 is a transmembrane protein with ubiquitous tissue expression. The interaction FKBP8-BACE1 was confirmed by in vitro GST pull down. Despite the fact that the interaction could not be validated in cells by coimmunoprecipitation, we analysed whether FKBP8 has a role in modulating APP processing. Neither overexpression of FKBP8 nor down-regulation of endogenous protein levels had an impact on b-site cleavage of APP in N2A and HEK293 cells. In a second part we turned our attention to the external and catalytic part of the enzyme and used an antibody-based strategy to obtain potential novel modulators of b-secretase activity. Due to their remarkable conformation llama and dromedary antibodies are able to bind into catalytic sites and thereby inhibit enzymatic activities. After immunization of a dromedary and a llama, a panel of different antibodies was isolated and further characterized. Out of the 24 isolated BACE1 binders only 2 turned out to be BACE1 inhibitors in an in vitro b-secretase activity assay, whereas 6 binders enhanced enzymatic activity. Surprisingly, of those binders tested in mammalian cells, Nb_B9 –the strongest in vitro stimulator– was the only nanobody that could consistently reduce b-site APP processing upon overexpression in cells. Before investing more time in this putative BACE1 inhibitor it is recommended to further analyze why in one condition Nb_B9 decreases activity, whereas in another condition it activates BACE1. Op zoek naar proteïnen die een impact hebben op BACE1, een eiwit betrokken bij de ziekte van Alzheimer. Bestaat er een uitdrukking die meer van toepassing is op de ziekte van Alzheimer (AD) dan het Romeinse gezegde “Ex minima magnus scintilla nascitur ignis” (een nietige vonk kan de oorzaak zijn van een gigantische brand)? Immers, het kleine amyloïde b (Ab) peptide, een peptide van zo’n 40 à 42 aminozuren dat aan de basis ligt van AD, is in staat om een complex proces in gang te zetten dat uiteindelijk leidt tot amyloïde eiwitafzettingen en celdood in de hersenen en de alom gekende ingrijpende symptomen die gepaard gaan met de ziekte van Alzheimer. Dit Ab peptide ontstaat door klieving van een voorlopereiwit, het Amyloïde Precursor Proteïne (APP), door de opeenvolgende werking van twee verschillende enzymen, namelijk b-secretase –ook b-site APP Cleaving Enzyme 1 (BACE1) genoemd– en g-secretase. Tot op heden beperkt de behandeling van de ziekte van Alzheimer zich enkel tot symptoombestrijding en is er nog geen effectief geneesmiddel voorhanden. Er worden verschillende strategieën gevolgd in de ontwikkeling van AD therapieën, maar een van de meest attractieve strategieën is het verhinderen van Ab productie door in te grijpen op de APP-klievende enzymen. De zoektocht naar potente inhibitoren van BACE1 en g-secretase is volop aan de gang. In dit werk onderzochten we 2 strategieën om de activiteit van BACE1, hetzij op een indirecte, hetzij op een directe manier te inhiberen. In een eerste deel van de thesis wordt gefocusseerd op het cytoplasmatisch domein van BACE1, een domein dat betrokken is in proteïne-proteïne-interacties die noodzakelijk zijn voor een correcte lokalisatie van BACE1 in de cel. Aangezien we konden aantonen dat verstoring van de lokalisatie van BACE1 in hersencellen een nefaste impact heeft op de klieving van APP, kunnen proteïnen die betrokken zijn in lokalisatie van BACE1 eveneens van belang zijn om een optimale enzymatische activiteit van BACE1 te bekomen. Zulke BACE1-bindingspartners zouden wel eens nieuwe therapeutische doelwitten kunnen zijn. Met behulp van een gist dubbelhybridenscreening werden 20 kandidaat bindingspartners van het cytoplasmatisch domein van BACE1 geïdentificeerd. Het merendeel van deze eiwitten werd slechts één maal opgepikt in de screening. Opmerkelijk was dat FKBP8 twintig keer werd teruggevonden en daarmee 38 percent van het totaal aantal opgepikte proteïnes vertegenwoordigde. Dit eiwit werd geselecteerd voor verdere karakterisatie. De interactie van BACE1 met FKBP8 kon echter niet worden bevestigd in zoogdiercellen en bovendien werden er na diepgaande analyse geen aanwijzingen gevonden dat FKBP8 een effect zou kunnen hebben op APP klieving. Als alternatieve strategie om eiwitten op te sporen die de activiteit van BACE1 kunnen moduleren werd gestart met de aanmaak van BACE1-specifieke lama- en dromedarisantilichamen die dankzij hun opmerkelijke structurele opbouw in de katalytische site van enzymen kunnen binden en op die manier enzymen kunnen inhiberen. Na immunisatie van een dromedaris en een lama werden 24 verschillende antilichamen geïsoleerd. Twee antilichamen, Nb_B2 en Nb_B26, bleken in staat om in een in vitro test b-secretase activiteit te inhiberen en zes antilichamen konden BACE1 activiteit stimuleren. Verrassend genoeg kon de sterkste in vitro stimulator Nb_B9 –en niet de twee in vitro inhibitoren Nb_B2 en Nb_B26– na overexpressie in zoogdiercellen APP-klieving inhiberen. Vooraleer meer tijd te investeren in Nb_B9 is het aan te bevelen uit te zoeken waarom dit antilichaam in de ene conditie fungeert als BACE1 inhibitor, terwijl het in een andere conditie daarentegen b-secretase activiteit kan stimuleren.

Academic collection --- 612.8 --- 575 --- 575 General genetics. General cytogenetics. Immunogenetics. Evolution. Speciation. Phylogeny --- General genetics. General cytogenetics. Immunogenetics. Evolution. Speciation. Phylogeny --- Nervous system. Sensory organs --- Theses

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

L'identification de gènes sous sélection adaptative peut permettre de donner des indices sur les gènes responsables de la création de barrières de reproduction entre deux espèces. En effet, l'accumulation de mutations sur la séquence nucléotidique du gène sous sélection positive peut aboutir à des différenciations entre les deux populations vivant dans des environnements différents et engendrer une spéciation. La sélection adaptative accélère le processus de spéciation par l'accumulation de mutations au niveau de la séquence nucléotidique de ces gènes sous sélection. Une des méthodes les plus efficaces pour mettre en évidence ces gènes sous sélection adaptative est le calcul du rapport du taux de substitutions non-synonymes et du taux de substitutions synonymes de séquences codantes : ω = dN/dS. Un rapport des taux de substitutions inférieur à 1 indique que le gène est sous sélection négative. Un rapport de ces taux de substitutions supérieur à 1 indique que le gène est sous sélection positive. Les deux espèces sœurs de Chrysomèles, Gonioctena intermedia et Gonioctena quinquepunctata sont des sujets d'études idéaux de par leur spéciation allopatrique et leurs événements d'hybridation récents. Sur les 7369 gènes testés, 14 ont un rapport ω supérieur à 1 et sont donc sous sélection positive. Les valeurs du rapport ω des gènes g28434, g53253, g11904, g13988, g10515 et g28211 étant extrêmement élevées (ω >= 99), indiquent que ces gènes sont sous une forte pression de sélection. Ce sont donc de très bons candidats quant à la mise en place de barrières reproductives entre les deux espèces. Une recherche BLASTX a permis de donner des indices quant à la fonction de ces gènes mais des analyses plus approfondies sont nécessaires afin de déterminer précisément comment ces gènes ont pu jouer un rôle dans l'histoire évolutive de ces espèces, notamment en établissant des barrières de reproduction entre celles-ci. Le gène g28211, codant pour une protéine de reconnaissance de peptidoglycanes, indiquerait cependant un impact des pathogènes et de la réponse immunitaire dans la spéciation de G. intermedia et G. quinquepunctata.

Biologie, évolution, spéciation, génome, génomique --- Sciences du vivant > Productions animales & zootechnie

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Balsaminaceae zijn een familie van één of meerjarige kruidachtige planten die gekenmerkt worden door een enorme bloemmorfologische diversiteit. Hoewel de familie meer dan 1000 soorten omvat, worden er slechts twee genera erkend: het monotypische genus Hydrocera en het soortenrijke genus Impatiens. Met een soortenaantal dat de 1000 ruimschoots overschrijdt, behoort Impatiens tot de top 20 van de meest soortenrijke bloemplantengenera. De vlijtige liesjes vertegenwoordigen ca. 0,4% van alle tot nu toe beschreven bloemplanten, wat wil zeggen dat één soort op 250 een Impatiens is. Het evolutionair succes van Impatiens staat in schril contrast met het monospecifieke zustergenus Hydrocera en tot op heden blijft het een raadsel hoe de enorme diversiteit binnen Impatiens tot stand gekomen is. Vegetatief zijn Impatiens soorten immers erg gelijkend, steeds met een semi-succulente stengel en enkelvoudige, getande bladeren. Verder vertonen zowel het vruchtbeginsel als de meeldraden amper morfologische variatie. Soorten binnen het genus onderscheiden zich voornamelijk in kelk- en kroonbladmorfologie. Impatiens werd in het verleden steeds als een taxonomisch moeilijke groep beschouwd waarin verwantschapsrelaties amper konden ontrafeld worden. Verschillende klassieke systematici hebben immers tal van pogingen ondernomen om de intragenerische relaties binnen het genus te begrijpen, maar steeds werd er vastgesteld dat men een artificiële classificatie bekomen had. Met de opkomst van moleculair systematische technieken werd het echter mogelijk om voorheen onoplosbare fylogenetische vraagstukken aan te pakken. Dit doctoraatsonderzoek had als doel om de verwantschapsrelaties in de Balsaminaceae op te helderen door gebruik te maken van een gecombineerde morfologische en moleculaire aanpak. Met behulp van het chloroplast atpB-rbcL gen en de nucleaire ImpDEF1 en ImpDEF2 merkers werd een sterk ondersteunde en goed opgeloste stamboom van de Balsaminaceae bekomen. Op basis van deze stamboom kan men aannemen dat Impatiens ontstaan is in Zuid-West China van waaruit het genus in een eerste fase de naburige streken heeft gekoloniseerd en zich nadien verspreid heeft naar Afrika, Noord-Amerika, Zuid-Oost Azië, India en Madagaskar. Nagenoeg alle clades binnen Impatiens zijn in sterke mate gecorreleerd met een specifiek verspreidingsgebied. Door middel van dateringstechnieken werd duidelijk dat de Balsaminaceae familie ontstaan is in het Midden Mioceen, terwijl het genus Impatiens zich pas in het Vroeg Mioceen vormde. Hoewel het genus reeds een lange bestaansgeschiedenis kende, heeft het tot de aanvang van het Plioceen geduurd vooraleer Impatiens begon te diversifiëren. Tijdens deze periode, die algemeen gekoppeld wordt aan globale afkoeling en intense klimaatschommelingen, kwam ongeveer 80% van de bestaande Impatiens vertegenwoordigers tot ontwikkeling. Door de snelheid in speciatie te bepalen voor een geselecteerde groep van Impatiens soorten, ontdekten we dat soortvorming gecorreleerd kon worden aan de droogteperiodes die de wereld teisterden tijdens het Plioceen en het Pleistoceen. Deze studie toont het belang aan van een klimaatgeïnduceerd speciatiemodel als mechanisme om de soortdiversiteit van recent ontstane evolutielijnen te verklaren. Balsaminaceae are a family of annual or perennial herbs with flowers that exhibit a remarkable diversity. The family consists of more than 1000 species, yet only two genera are recognized: the monotypic genus Hydrocera and the large genus Impatiens. Belonging to the top twenty most species-rich genera in angiosperms, Impatiens possesses over 1000 species with several new species being described each year. The genus represents roughly 0.4% of all known angiosperm taxa, which means that one out of 250 flowering plants would be a balsam. Despite the very large number of species, the overall vegetative morphology of Impatiens is fairly uniform. In contrast, Impatiens flowers exhibit a fascinating morphological diversity, which occurs through various adaptations of the perianth. The genus is a well-known example of a taxonomically difficult group and is often referred to as a “terror to botanists”. Previous taxonomic studies on Balsaminaceae have encountered several difficulties, leaving numerous relationships within Impatiens unresolved. With the advent of molecular techniques it became possible to produce large-scale phylogenetic hypotheses based on genetic markers. This thesis aims to unravel the phylogenetic relationships within the Balsaminaceae family through a combined molecular and morphological approach. By using chloroplast atpB-rbcL and nuclear ImpDEF1 and ImpDEF2 genes, we obtained a well-supported tree that can be regarded as a good hypothesis of evolutionary relationships in Balsaminaceae. Although it is difficult to find morphological synapomorphies for the different clades that we found in the combined atpB-rbcL phylogeny, many of the lineages could be easily associated with a specific area of distribution. Furthermore, biogeographical optimization illustrates that Impatiens originated in Southern China from where it initially colonized the adjacent regions and afterwards dispersed into North America, Africa, India, the Southeast Asian peninsula and the Himalayas. Dating analyses demonstrated that the Balsaminaceae family originated in the Middle Eocene. Although Impatiens started to diversify in the Early Miocene, a clear acceleration in the overall net diversification of the genus only started 5.6 million years ago. Since that time, roughly 80% of all currently known Impatiens species originated. This period of increased diversification coincides more or less with the beginning of the Pliocene. During this time, a global change in earth’s climate occurred that had an enormous impact on the overall vegetation patterns worldwide. By investigating the timing and tempo in speciation of a selected group of Impatiens species, we were able to correlate diversification peaks with overall periods of drought during the Pliocene and Pleistocene. This study demonstrates the importance of a climate-induced diversification model as a key mechanism responsible for species diversity of recently originated lineages. Furthermore, Impatiens appears to be a useful model genus to test the effect of climate change or geological events on the speciation-extinction ration of a specific region. Balsaminaceae zijn een familie van kruidachtige planten die gekenmerkt worden door een enorme bloemmorfologische verscheidenheid. Hoewel de familie meer dan 1000 soorten omvat, worden er slechts twee genera erkend: het genus Hydrocera, dat slechts uit één soort bestaat en het soortenrijke genus Impatiens. Met een soortenaantal dat de 1000 ruimschoots overschrijdt, behoort Impatiens tot de top 20 van de meest soortenrijke bloemplanten. Dit wil zeggen dat ca. 0,4%, of één soort op 250, van alle bloemplanten een Impatiens is. Impatiens werd in het verleden steeds als een evolutief moeilijk te doorgronden groep beschouwd waarin verwantschapsrelaties amper konden ontrafeld worden. Met de opkomst van DNA gerelateerde technieken werd het echter mogelijk om voorheen onoplosbare evolutionaire vraagstukken aan te pakken. Dit doctoraatsonderzoek had als doel om de verwantschapsrelaties in de Balsaminaceae op te helderen door gebruik te maken van een gecombineerde morfologische en moleculaire aanpak. Met behulp van verschillende genen werd een sterk ondersteunde en goed opgeloste stamboom van de Balsaminaceae bekomen. Op basis van deze stamboom kan men aannemen dat Impatiens ontstaan is in Zuid-West China, van waaruit het in een eerste fase de naburige streken heeft gekoloniseerd en zich nadien verspreid heeft naar Afrika, Noord-Amerika, Zuid-Oost Azië, India en Madagaskar. Nagenoeg alle binnen Impatiens zijn in sterke mate gecorreleerd met een specifiek verspreidingsgebied. Door gebruik te maken van dateringstechnieken werd duidelijk dat de Balsaminaceae familie ongeveer 50 miljoen jaar geleden ontstaan is, terwijl het genus Impatiens zich pas 25 miljoen jaar geleden gevormd heeft. Hoewel Impatiens reeds een lange bestaansgeschiedenis kende, heeft het tot het begin van de ijstijden geduurd vooraleer het genus begon te diversifiëren. Tijdens deze periode, die algemeen gekoppeld wordt aan globale afkoeling en intense klimaatschommelingen kwam ongeveer 80% van de bestaande Impatiens vertegenwoordigers tot ontwikkeling. Door de snelheid in soortvorming te bepalen voor een geselecteerde groep van Impatiens soorten, ontdekten we dat soortvorming gecorreleerd kan worden aan de droogteperiodes die de wereld teisterden tijdens de laatste ijstijden.

Academic collection --- 582.776 --- 575.858 --- Balsaminineae. Balsaminaceae. Balsams. Impatiens --- Species. Speciation --- Theses --- DCO Dicotyledons --- RBS SRBB-KBBV Library --- Balsaminaceae --- Impatiens --- thesis --- phylogeny --- palynology --- biogeography --- radiation --- 575.858 Species. Speciation --- 582.776 Balsaminineae. Balsaminaceae. Balsams. Impatiens

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

De ziekte van Crohn (CD) en colitis ulcerosa (UC) zijn de twee belangrijkste inflammatoire darmziekten (IBD) . CD en UC zijn chronische recidiverende aandoeningen van colon en/of ileum, gekenmerkt door opstoten met (bloederige) diarree en abdominale pijn, afgewisseld met perioden van remissie. De prevalentie van IBD in Noord-Europa en Amerika is om en bij de 200à300 per 100 000, met een incidentie die blijft toenemen. Ondanks belangrijke inspanningen om de pathogenese van IBD the ontsluieren blijft de exacte oorzaak van CD en UC onbekend. Globaal is men het er wel over eens dat IBD het gevolg is van een onaangepaste immuunrespons die optreedt in een genetisch voorbeschikte persoon als gevolg van een complexe interactie tussen omgevingsfactoren, microbiële factoren en het immuunsysteem van de darm. Met deze verhandeling wilden we een beter zicht krijgen op de rol van varianten in genen betrokken bij patroonherkenning en integriteit van de epitheliale barrière in het ontstaan en de evolutie van IBD, en in de oorzaak van een van de extraintestinale manifestaties van IBD, primair scleroserende cholangitis (PSC). Gezien het aangeboren immuunsysteem een belangrijke rol speelt in herkenning van, tolerantie voor en verdediging tegen bacteriën, wilden we daarnaast ook de mogelijke invloed ven deze genen op het ontstaan van antimicrobiële seroreactiviteit bij IBD patiënten bestuderen. Zowel een slecht functionerend immuunsysteem als een defecte epitheliale barrière worden ook in verband gebracht met bacteriële translocatie en het ontstaan van een inadequate systemische inflammatoire respons en ernstige infecties bij kritiek zieke patiënten; daarom wilden we nakijken of genen van het aangeboren immuunsysteem een rol spelen in het infectierisico bij patiënten die opgenomen worden op een medische intensieve zorgeenheid. Ten slotte wilden we nagaan of onze bevindingen een toepassing kennen in de klinische praktijk. Een eerste deel van deze verhandeling beschrijft kandidaatsgenonderzoek bij patiënten met PSC . We onderzochten respectievelijk de CC-type chemokine receptor 5 delta 32 mutatie, varianten in het RANTES gen en mutaties in het cystic fibrosis transmembrane regulator (CFTR) gen. Het gen voor de CC-chemokine receptor 5 (CCR5) ligt op chromosoom 3p21 en codeert voor een G-proteïne gekoppelde transmembranaire receptor, die reeds uitgebreid bestudeerd werd voor zijn rol als co-receptor voor de opname van HIV-1 in CD4+ T-cellen. Een deletie van 32 baseparen (Δ32) in dit gen leidt tot een frame shift en een premature beëindiging van het proteïne, en verminderde expressie van de receptor op het celoppervlak. Heterozygositeit voor CCR5Δ32 beschermt tegen internalisatie van pathogenen zoals HIV-1 en andere intracellulaire organismen. De CCR5Δ32 variant lijkt ook een rol te spelen in de pathofysiologie van een aantal (auto)inflammatoire ziekten (vb. multiple sclerose, reumatoïde arthritis, diabetes mellitus type 1, transplantnier-overleving). Onze hypothese was dat deze functionele variant een protectieve rol zou kunnen spelen tegen het ontstaan en de evolutie van PSC. We vonden dat de CCR5Δ32 allelefrequentie significant lager was bij PSC patiënten in vergelijking met gezonde controles en IBD patiënten. Opmerkelijk was dat geen van de patiënten met ernstige progressieve PSC en nood aan een levertransplantatie dit allel droeg. Verminderde expressie van de CCR5 receptor lijkt te beschermen tegen PSC, mogelijk door verminderde chemotaxis van geheugen T-cellen naar het hepatische endotheel, of door verminderde internalisatie van intracellulaire pathogenen. Daarna onderzochten we de rol van één van de liganden van de CCR5-receptor, namelijk RANTES (Regulated on Activation Normal T Expressed and Secreted; ook CC-motif chemokine ligand 5 of CCL5 genoemd). Het RANTES gen is een aanvaardbaar kandidaatsgen voor PSC omwille van zijn pro-inflammatoire eigenschappen zowel als ligand als onafhankelijk van CCR5. Het -28G polymorfisme in de promotor regio van RANTES leidt tot een toegenomen transcriptie van het gen, en werd significant méér gevonden bij PSC patiënten dan bij IBD patiënten en gezonde controles. Toegenomen expressie van RANTES, met een onaangepaste inflammatoire reactie in de darm tot gevolg, zou kunnen voorbeschikken tot bacteriële translocatie en vervolgens beschadiging van de galwegen. Klinische, histologische en radiologische kenmerken van PSC kunnen erg lijken op de afwijkingen die gezien worden in de lever van patiënten met mucoviscidose (cystic fibrosis, CF), een aandoening die veroorzaakt wordt door mutaties in het CFTR gen, en cftr -/- knock-out muizen ontwikkelen belangrijker galwegschade na inductie van colitis dan cftr +/+ wild type muizen. Daarom lijkt het CFTR gen ook een interessant kandidaatsgen voor PSC. Het gen was al in meerdere kleine studies bestudeerd, met tegenstrijdige resultaten. We onderzochten de rol van CFTR varianten op het ontstaan en de evolutie van PSC in onze populatie van PSC patiënten. Uit onze resultaten blijkt dat varianten die geassocieerd zijn met minder of niet functionerend CFTR (1540G and TG11-TG7) zouden kunnen beschermen tegen de ontwikkeling van PSC. Het is niet duidelijk of deze resultaten enkel en alleen kunnen worden verklaard door het effect van de bestudeerde varianten op de kanaalfunctie van CFTR, of dat deze varianten ook een invloed hebben op de functie van CFTR als regulator van intracellulaire processen of als patroonherkenningreceptor. In het serum van patiënten met IBD worden antistoffen tegen verschillende microbiële epitopen aangetroffen. In een volgende studie onderzochten we daarom het verband tussen genen voor patroonherkenningsreceptoren en de ontwikkeling van deze antistoffen bij patiënten met CD en UC. We vonden een significante associatie tussen varianten in deze genen en het ontstaan van antimicrobiële antistoffen. Eerst en vooral konden we de gekende associatie tussen NOD2/CARD15 varianten en anti-Saccharomyces cerevisiae (ASCA) antistoffen bevestigen, een verband dat onafhankelijk bleek van de gekende associatie van zowel ASCA als CARD15 met ileale aantasting en gecompliceerde ziekte. De drie bestudeerde CARD15 varianten (R702W, G908R and L1007fsinsC) leiden tot een tekortschietende herkenning van bacterieel muramyl dipeptide, verminderde NF‑kappa B activatie, abnormale intestinale permeabiliteit en een verminderde expressie van bepaalde antimicrobiële peptiden (vb. defensines). Al deze factoren kunnen bijdragen tot een toegenomen bacteriële translocatie en daarop volgende antistofrespons tegen microbiële componenten. Ook varianten in het NOD1/CARD4 gen waren geassocieerd met gASCA positiviteit en aantasting van het colon bij CD patiënten. Bij UC patiënten bleken NOD1/CARD4 varianten geassocieerd met verminderde Omp positiviteit. De TLR4 D299G variant was bij CD patiënten geassocieerd met verminderd aantal positieve antistoffen bij Crohn patiënten en een verminderde kans op Omp positiviteit bij UC patiënten. Deze bevindingen suggereren een belangrijke rol voor de leucin rich repeat (LRR) regio in het ontstaan van antimicrobiële seroreactiviteit. Het is niet duidelijk waarom mutaties in de LRR region van CARDs en TLRs een tegengesteld effect lijken te hebben, maar mogelijk is het verschil in cellulaire positie (aan het celoppervlak voor TLRs en intracellulair voor de CARDs) een (deel van de) verklaring. Gezien het belang van de bacteriële flora en de epitheliale barrière in de pathogenese van septische complicaties, bestudeerden we vervolgens de invloed van genetische factoren op het ontstaan van bloedstroominfectie en mortaliteit bij patiënten opgenomen op een intensieve zorgafdeling (ICU) . We selecteerden hiertoe een aantal polymorfismen in genen van het aangeboren immuunsysteem. De combinatie van een variant in twee patroonherkenningsreceptorgenen, NOD2 en TLR4, aangetroffen in 5% van de populatie, maakte patiënten vatbaar voor het snel ontwikkelen van bacteriëmie tijdens hun verblijf op ICU, en verhoogde het risico op relatief laattijdige mortaliteit. Deze gegevens lijken erop te wijzen dat in de aanwezigheid van deze varianten in NOD2 en TLR4 bacteriën makkelijker worden opgenomen in de bloedstroom, wat een ernstige verzwakking van de initiële antibacteriële respons suggereert. Dat het effect van een combinatie van varianten in NOD2 en TLR4 groter is dan voor elke variant afzonderlijk kan worden verklaard door het gekende synergisme tussen de respons op muramyl dipeptide/peptidoglycan en lipopolysaccharide. De complexiteit van het mechanisme van vatbaarheid en respons op infectie wordt hierdoor nogmaals benadrukt. Ook de aanwezigheid van mutaties in het MASP2 gen, aanwezig in 9% van de populatie, was een voorbeschikkende factor voor mortaliteit. Beide bestudeerde MASP2 mutaties zijn geassocieerd met MASP2 deficiëntie. MASP2 vormt complexen met MBL, maar ook met 2 andere complement-activerende oplosbare patroonherkenningsreceptoren, H-ficolin en L-ficolin. Deficiëntie van MASP2 inhibeert dus de complementactivatie via deze 3 moleculen, wat kan verklaren waarom het effect van de MASP2 alleles in deze cohorte zo uitgesproken is. We besluiten dat functionele varianten in genen van het aangeboren immuunsysteem geassocieerd zijn met vatbaarheid voor ernstige infecties en mortaliteit in kritiek zieke patiënten, deels door een effect van deze varianten op witte bloedcelfunctie. Op termijn zou op basis van deze varianten en bepaalde klinische factoren een ‘risico model’ kunnen worden ontworpen, op basis waarvan hoogrisico patiënten geïdentificeerd kunnen worden, waarbij specifieke preventieve of therapeutische interventies (vb. vaccinatie, antibioticaprofylaxis, selectieve darmdecontaminatie, MASP2 supplementatie) van toepassing kunnen zijn In een laatste studie onderzochten we de rol van recent ontdekte susceptibiliteitsgenen op het ziektegedrag en het optreden van complicaties bij patiënten met de ziekte van Crohn . Ons doel was om patiënten met een hoog risico voor progressieve ziekte vroegtijdig op te sporen, omdat dit therapeutische implicaties zou kunnen hebben. Hiertoe wilden we een risicomodel ontwikkelen waarbij genetische en klinische karakteristieken bij diagnose geïntegreerd worden. Kaplan-Meier survival analyses, multipele logistische regressie en gegeneraliseerde multifactor-dimensionaliteitsreductie analyses (GMDR) warden uitgevoerd, gecorrigeerd voor follow-up tijd. De rs1363670 C-allele, gelokaliseerd in een gen coderend voor een hypothetisch proteïne, gelegen in de buurt van het IL12B gen, was geassocieerd met snelle evolutie naar het ontstaan van stricturen. Grondig sequeneren van de regio waarin deze variant ligt is echter nodig om uit te zoeken wat de exacte functie ervan is, en welk polymorfisme precies de associatie verklaart. Ook het beste GMDR interactiemodel voor stenoserende ziekte groepeert enkele interessante kandidaten, die verder moeten worden onderzocht. Rs12704036, gelegen in een zogenaamde gen-woestijn, bleek de beste genetische predictor voor het ontstaan van niet-perianale fistels, zowel in een multipel logistisch regressiemodel als in het GMDR interactiemodel. Alle analyses wijzen op een belangrijke rol voor CARD15 in protectie tegen perianale fistels. De resultaten van deze studie bevestigen onze hypothese dat genetische varianten een rol spleen in de vatbaarheid voor sommige complicaties bij Crohn-patiënten, en dat ze kunnen helpen bij risicostratificatie van patiënten bij diagnose. Het bestuderen van genetische varianten is uiteraard slechts een vertrekpunt voor verder onderzoek. We hopen dat de resultaten die in deze verhandeling worden beschreven hebben bijgedragen tot het begrijpen van de onderliggende moleculaire mechanismen van ziekte, en dat ze uiteindelijk zullen helpen bij het implementeren van bevindingen uit genetische studies in de klinische praktijk. Crohn’s disease (CD) and ulcerative colitis (UC) are the two main subtypes of inflammatory bowel disease (IBD). CD and UC are chronic relapsing diseases of the gut, characterized by flares of (bloody) diarrhoea and abdominal pain, alternating with episodes of remission. The prevalence of IBD in Northern Europe and the United States approximates 200-300 per 100 000, with an incidence that continues to rise. Despite considerable efforts to unravel the pathogenesis of IBD, the precise etiology of CD and UC remains unknown. However, the hypothesis that IBD is the result of an inappropriate immune response that occurs in genetically susceptible individuals as the result of a complex interaction among environmental factors, microbial factors, and the intestinal immune system is now widely accepted. The aim of this thesis was to gain insight in the role of polymorphisms in genes involved in pattern recognition function and epithelial barrier integrity in the development and evolution of inflammatory bowel diseases (IBD), and in the aetiology of one of its rare but possibly life-threatening extraintestinal manifestations, primary sclerosing cholangitis (PSC). Further, given the function of the innate immune system in recognition of, tolerance to and defence against bacteria, we wanted to examine the possible role of these genes in the development of microbial seroreactivity in patients with IBD. An impaired innate immune system and/or malfunctioning epithelial barrier have also been linked to bacterial translocation and the development of an inadequate systemic inflammatory response and severe infections in critically ill patients; we therefore wanted to evaluate the role of genes involved in the innate immune system in infection risk in patients admitted to a medical intensive care unit. Finally, we wanted to see if our findings could be translated into clinical practice and contribute in particular clinical settings. We first focussed on the study of candidate genes in patients with PSC , with or without IBD. Respectively, the CC-type chemokine receptor 5 delta 32 mutation, variants in the RANTES gene and cystic fibrosis transmembrane regulator (CFTR) gene mutations were studied. The human CC-chemokine receptor 5 (CCR5) gene, located on chromosome 3p21, encodes a G-protein coupled transmembrane receptor, that has been intensively studied over the past years because of its role as a co-receptor for the entry of HIV-1 into memory CD4(+) T cells. A 32-bp deletion (Δ32) in the CCR5 gene results in a frame shift and premature termination of the protein, and in a reduced expression of the receptor at the cell surface. CCR5Δ32 heterozygosity is known to protect against internalisation of pathogens such as HIV-1, and other intracellular organisms. The CCR5Δ32 variant also seems to be involved in the pathophysiology of a number of autoinflammatory diseases (e.g. multiple sclerosis, rheumatoid arthritis, diabetes mellitus type I, renal graft survival). We hypothesized that the functional CCR5Δ32 variant might protect against PSC susceptibility and progression. We found that the CCR5Δ32 allele frequency was significantly lower in PSC patients compared with healthy controls and IBD patients without PSC. Remarkably, none of the patients with severe progressive PSC necessitating liver transplantation carried a CCR5Δ32 allele. Reduced expression of the CCR5Δ32 receptor seems to protect against the development of PSC, possibly by reduced chemotaxis of memory T cells to the hepatic endothelium, or reduced internalization of intracellular pathogens. We then further investigated the role of one of the ligands for the CCR5 receptor, RANTES (Regulated on Activation Normal T Expressed and Secreted; also CC-motif chemokine ligand 5 or CCL5). The RANTES gene is a plausible candidate gene for PSC, given its pro-inflammatory properties both independent of and as a ligand for the CCR5-receptor. The -28G promotor polymorphism in RANTES, leading to an increased transcription of the gene, was significantly more frequent in PSC patients when compared with IBD and healthy controls. Increased RANTES expression, leading to an inappropriate inflammatory response in the gut, might predispose to bacterial translocation through the bowel wall and subsequent damage to the bile ducts. Clinical, histologic and radiologic features of PSC can be very similar to those observed in cystic fibrosis (CF) liver disease, and interestingly, exon 10 cftr -/- knockout mice develop more severe bile duct injury after induction of colitis than with wild-type mice. Therefore, the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) gene seems an interesting candidate gene for PSC. Several case series had already addressed the impact of CFTR variants on susceptibility to PSC, with conflicting results. We investigated the influence of CFTR polymorphisms on the development and evolution of PSC in our cohort of PSC patients. Our results suggest that variants associated with less- or non-functional CFTR (1540G and TG11-TG7) might offer protection from the development of PSC. It is unclear whether these results can be explained by the effects of the studied polymorphisms on the CFTR chloride channel function only, or if these variants also influence the function of CFTR as a regulator of intracellular processes or as a pattern recognition receptor. As serum antibodies to different microbial epitopes have been reported in patients with IBD, we next studied the relationship between pattern recognition genes and the development of antibodies against microbial sequences in patients with CD and UC. In this study, we found a significant association between variants

Academic collection --- 616.3 --- 575 --- Pathology of the digestive system. Complaints of the alimentary canal --- General genetics. General cytogenetics. Immunogenetics. Evolution. Speciation. Phylogeny --- Theses --- 575 General genetics. General cytogenetics. Immunogenetics. Evolution. Speciation. Phylogeny --- 616.3 Pathology of the digestive system. Complaints of the alimentary canal