Abstract Cardiovascular disease associated with metabolic syndrome has a high prevalence, but the mechanistic basis of metabolic cardiomyopathy remains poorly understood. We characterised the cardiac transcriptome in a murine metabolic syndrome (MetS) model (LDLR−/−; ob/ob, DKO) relative to the healthy, control heart (C57BL/6, WT) and the transcriptional changes induced by ACE-inhibition in those hearts. RNA-Seq, differential gene expression and transcription factor analysis identified 288 genes differentially expressed between DKO and WT hearts implicating 72 pathways. Hallmarks of metabolic cardiomyopathy were increased activity in integrin-linked kinase signalling, Rho signalling, dendritic cell maturation, production of nitric oxide and reactive oxygen species in macrophages, atherosclerosis, LXR-RXR signalling, cardiac hypertrophy, and acute phase response pathways. ACE-inhibition had a limited effect on gene expression in WT (55 genes, 23 pathways), and a prominent effect in DKO hearts (1143 genes, 104 pathways). In DKO hearts, ACE-I appears to counteract some of the MetS-specific pathways, while also activating cardioprotective mechanisms. We conclude that MetS and control murine hearts have unique transcriptional profiles and exhibit a partially specific transcriptional response to ACE-inhibition.

Background and aims:

 Infliximab is an effective treatment for ulcerative colitis with over 60% of patients responding to treatment and up to 30% reaching remission. The mechanism of resistance to anti-tumour necrosis factor α (anti-TNFα) is unknown. This study used colonic mucosal gene expression to provide a predictive response signature for infliximab treatment in ulcerative colitis. 

Methods:

 Two cohorts of patients who received their first treatment with infliximab for refractory ulcerative colitis were studied. Response to infliximab was defined as endoscopic and histological healing. Total RNA from pre-treatment colonic mucosal biopsies was analysed with Affymetrix Human Genome U133 Plus 2.0 Arrays. Quantitative RT-PCR was used to confirm microarray data. 

Results:

 For predicting response to infliximab treatment, pre-treatment colonic mucosal expression profiles were compared for responders and non-responders. Comparative analysis identified 179 differentially expressed probe sets in cohort A and 361 in cohort B with an overlap of 74 probe sets, representing 53 known genes, between both analyses. Comparative analysis of both cohorts combined, yielded 212 differentially expressed probe sets. The top five differentially expressed genes in a combined analysis of both cohorts were osteoprotegerin, stanniocalcin-1, prostaglandin-endoperoxide synthase 2, interleukin 13 receptor alpha 2 and interleukin 11. All proteins encoded by these genes are involved in the adaptive immune response. These markers separated responders from non-responders with 95% sensitivity and 85% specificity. 

Conclusion:

 Gene array studies of ulcerative colitis mucosal biopsies identified predictive panels of genes for (non-)response to infliximab. Further study of the pathways involved should allow a better understanding of the mechanisms of resistance to infliximab therapy in ulcerative colitis. 

 ClinicalTrials.gov number, NCT00639821.

Abstract Furin is a proprotein convertase (PC) responsible for proteolytic activation of a wide array of precursor proteins within the secretory pathway. It maps to the PRC1 locus, a type 2 diabetes susceptibility locus, yet its specific role in pancreatic β cells is largely unknown. The aim of this study was to determine the role of furin in glucose homeostasis. We show that furin is highly expressed in human islets, while PCs that potentially could provide redundancy are expressed at considerably lower levels. β cell-specific furin knockout (βfurKO) mice are glucose intolerant, due to smaller islets with lower insulin content and abnormal dense core secretory granule morphology. RNA expression analysis and differential proteomics on βfurKO islets revealed activation of Activating Transcription Factor 4 (ATF4), which was mediated by mammalian target of rapamycin C1 (mTORC1). βfurKO cells show impaired cleavage of the essential V-ATPase subunit Ac45, and by blocking this pump in β cells the mTORC1 pathway is activated. Furthermore, βfurKO cells show lack of insulin receptor cleavage and impaired response to insulin. Taken together, these results suggest a model of mTORC1-ATF4 hyperactivation in β cells lacking furin, which causes β cell dysfunction.

The fusion index is a key indicator for quantifying the differentiation of a myoblast population, which is often calculated manually. In addition to being time-consuming, manual quantification is also error prone and subjective. Several software tools have been proposed for addressing these limitations but suffer from various drawbacks, including unintuitive interfaces and limited performance. In this study, we describe MyoFInDer, a Python-based program for the automated computation of the fusion index of skeletal muscle. At the core of MyoFInDer is a powerful artificial intelligence-based image segmentation model. MyoFInDer also determines the total nuclei count and the percentage of stained area and allows for manual verification and correction. MyoFInDer can reliably determine the fusion index, with a high correlation to manual counting. Compared with other tools, MyoFInDer stands out as it minimizes the interoperator variability, minimizes process time and displays the best correlation to manual counting. Therefore, it is a suitable choice for calculating fusion index in an automated way, and gives researchers access to the high performance and flexibility of a modern artificial intelligence model. As a free and open-source project, MyoFInDer can be modified or extended to meet specific needs.

Abstract Infection with the rabies virus (RABV) results, once symptoms develop, in a 100% lethal neurological disease. Post-exposure prophylaxis (PEP), consists of a combination of vaccination and anti-rabies immunoglobulins (RIGs); it is 100% effective if administered early after infection. Because of the limited availability, alternatives for RIGs are needed. To that end we evaluated a panel of 33 different lectins for their effect on RABV infection in cell culture. Several lectins, with either mannose or GlcNAc specificity elicited anti-RABV activity of which the GlcNAc specific Urtica dioica Agglutinin (UDA) was selected for further studies. UDA was found to prevent entry of the virus into the host cell. To further assess the potential of UDA, a physiologically relevant RABV infection muscle explant model was developed. Strips of dissected swine skeletal muscle that were kept in culture medium could be productively infected with the RABV. When the infection of the muscle strips was carried out in the presence of UDA, RABV replication was completely prevented. We thus developed a physiologically relevant RABV muscle infection model. UDA (i) may serve as a reference for further studies and (ii) holds promise as a cheap and simple to produce alternative for RIGs in PEP.

Loss of prolyl endopeptidase–like (PREPL) encoding a serine hydrolase with (thio)esterase activity leads to the recessive metabolic disorder Congenital Myasthenic Syndrome–22 (CMS22). It is characterized by severe neonatal hypotonia, feeding problems, growth retardation, and hyperphagia leading to rapid weight gain later in childhood. The phenotypic similarities with Prader–Willi syndrome (PWS) are striking, suggesting that similar pathways are affected. The aim of this study was to identify changes in the hypothalamic–pituitary axis in mouse models for both disorders and to examine mitochondrial function in skin fibroblasts of patients and knockout cell lines. We have demonstrated that Prepl is downregulated in the brains of neonatal PWS–IC-p/+m mice. In addition, the hypothalamic-pituitary axis is similarly affected in both Prepl-/- and PWS–IC-p/+m mice resulting in defective orexigenic signaling and growth retardation. Furthermore, we demonstrated that mitochondrial function is altered in PREPL knockout HEK293T cells and can be rescued with the supplementation of coenzyme Q10. Finally, PREPL–deficient and PWS patient skin fibroblasts display defective mitochondrial bioenergetics. The mitochondrial dysfunction in PWS fibroblasts can be rescued by overexpression of PREPL. In conclusion, we provide the first molecular links between CMS22 and PWS, raising the possibility that PREPL substrates might become therapeutic targets for treating both disorders.

Direct versus indirect 3D printing of photo-crosslinkable hybrid hydrogels based on gelatin and poly(aspartic acid) derivatives, Lauren De Grave, Celeste Di Meo, Melanie Gerard, Annalisa La Gatta, Lieven Thorrez, Katrien V. Bernaerts, Chiara Schiraldi, Sandra Van Vlierberghe