Cloning and expression of zebra fish ferroportin and investigating its influence on anemia

Iron is required for many microbes and pathogens for their survival and proliferation including Leishmania which cause leishmaniasis. Leishmaniasis is an increasingly serious infectious disease with a wide spectrum of clinical manifestations. These range from localized cutaneous leishmaniasis (CL) lesions to a lethal visceral form. Certain strains such as BALB/c mice fail to control L. major infection and develop progressive lesions and systemic disease. These mice are thought to be a model of non-healing forms of the human disease such as kala-azar or diffuse cutaneous leishmaniasis. Progression of disease in BALB/c mice has been associated with the anemia, in last days of their survival, the progressive anemia is considered to be one of the reasons of their death. Ferroportin (Fpn), a key regulator of iron homeostasis is a conserved membrane protein that exports iron across the duodenal enterocytes as well as macrophages and hepatocytes into the blood circulation. Fpn has also critical influence on survival and proliferation of many microorganisms whose growth is dependent upon iron, thus preparation of Fpn is needed to study the role of iron in immune responses and pathogenesis of micoorganisms. To prepare and characterize a recombinant ferroportin, total RNA was extracted from Indian zebrafish duodenum, and used to synthesize cDNA by RT-PCR. PCR product was first cloned in Topo TA vector and then subcloned into the GFP expression vector pEGFP–N1. The final resulted plasmid (pEGFP-ZFpn) was used for expression of FPN-EGFP protein in Hek 293T cells. The expression was confirmed by fluorescence microscopy and flow cytometery. Recombinant Fpn was further characterized by submission of its predicted amino acid sequences to the TMHMM V2.0 prediction server (hidden Markov model), NetOGlyc 3.1 server and NetNGlyc 3.1 server. Data emphasised that obtained Fpn from indian zebrafish contained eight transmembrane domains with N- and C-termini inside the cytoplasm and harboured 78 mucin-type glycosylated amino acid. The results indicate that the prepared and characterized recombinant Fpn protein has no membrane topology difference compared to other Fpn described by other researcher. Our next aim was to deliver recombinant plasmid (pEGFP-ZFpn) to entrocyte cells. However, naked therapeutic genes are rapidly degraded by nucleases, showing poor cellular uptake, nonspecificity to the target cells, and low transfection efficiency. The development of safe and efficient gene carriers is one of the prerequisites for the success of gene therapy. Chitosan and alginate 139 polymers were used for oral gene carrier because of their biodegradability, biocompatibility and their mucoadhesive and permeability-enhancing properties in the gut. Nanoparticles comprising Alginate/Chitosan polymers were prepared by pregel preparation method. The resulting nanoparticles had a loading efficiency of 95% and average size of 188 nm as confirmed by PCS method and SEM images had showed spherical particles. BALB/c mice were divided to three groups. The first and second group were fed with chitosan/alginate nanoparticles containing the pEGFP-ZFpn and pEGFP plasmid, respectively (30 μgr/mice) and the third group (control) didn’t get any nanoparticles. The result showed BALB/c mice infected by L.major, resulted in higher hematocryte and iron level in pEGFP-ZFpn fed mice than that in other groups. Consentration of cytokines determined by ELISA showed lower levels of IL-4 and IL-10 and higher levels of IFN-γ/IL-4 and IFN-γ/IL-10 ratios in pEGFP-ZFpn fed mice than that in other groups. Morover more limited increase of footpad thickness and significant reduction of viable parasites in lymph node was seen in pEGFP-ZFpn fed mice. The results showed the first group exhibited a highr hematocryte and iron compared to the other groups. These data strongly suggests the in vivo administration of chitosan/alginate nanoparticles containing pEGFP-ZFpn suppress Th2 response and may be used to control the leishmaniasis .

Régulation de la proprotéine convertase subtilisine / kexine type 9 (PCSK9) dans les cellules intestinales Caco-2/15

La proprotéine convertase subtilisine/kexine type 9 (PCSK9) favorise la dégradation post-transcriptionnelle du récepteur des lipoprotéines de faible densité (LDLr) dans les hépatocytes et augmente le LDL-cholestérol dans le plasma. Cependant, il n’est pas clair si la PCSK9 joue un rôle dans l’intestin. Dans cette étude, nous caractérisons les variations de la PCSK9 et du LDLr dans les cellules Caco-2/15 différentiées en fonction d’une variété d’effecteurs potentiels. Le cholestérol (100 µM) lié à l’albumine ou présenté en micelles a réduit de façon significative l’expression génique (30%, p<0,05) et l’expression protéique (50%, p<0,05) de la PCSK9. Étonnamment, une diminution similaire dans le LDLr protéique a été enregistrée (45%, p<0,05). Les cellules traitées avec le 25-hydroxycholestérol (50 µM) présentent également des réductions significatives dans l’ARNm (37%, p<0,01) et la protéine (75%, p<0,001) de la PCSK9. Une baisse des expressions génique (30%, p<0,05) et protéique (57%, p<0,01) a également été constatée dans le LDLr. Des diminutions ont aussi été observées pour la HMG CoA réductase et la protéine liant l’élément de réponse aux stérols SREBP-2. Il a été démontré que le SREBP-2 peut activer transcriptionnellement la PCSK9 par le biais de la liaison de SREBP-2 à son élément de réponse aux stérols situé dans la région proximale du promoteur de la PCSK9. Inversement, la déplétion du contenu cellulaire en cholestérol par l’hydroxypropyl-β-cyclodextrine a augmenté l’expression génique de la PCSK9 (20%, p<0,05) et son contenu protéique (540%, p<0,001), en parallèle avec les niveaux protéiques de SREBP-2. L’ajout des acides biliaires taurocholate et déoxycholate dans le milieu apical des cellules intestinales Caco-2/15 a provoqué une baisse d’expression génique (30%, p<0,01) et une hausse d’expression protéique (43%, p<0,01) de la PCSK9 respectivement, probablement via la modulation du FXR (farnesoid X receptor). Ces données combinées semblent donc indiquer que la PCSK9 fonctionne comme un senseur de stérols dans le petit intestin.

Statut des transporteurs du cholestérol au niveau de l'intestin et du foie dans le diabète de type 2

La résistance à l’insuline et le diabète de type 2 (DT2) sont caractérisés par une hyperlipidémie. Le but de cette étude est de déterminer si le DT2 contribue au dérèglement du métabolisme du cholestérol au niveau du petit intestin et du foie du Psammomys obesus, un modèle animal nutritionnel d’induction de la résistance à l’insuline et du DT2. L’absorption intestinale du cholestérol est diminuée chez les animaux diabétiques. Cette diminution est associée à une baisse (i) de l’expression génique et protéique de NPC1-L1 qui joue un rôle primordial dans l’absorption du cholestérol au niveau des entérocytes; et (ii) de l’ARNm de l’ABCA1 responsable de l’efflux de cholestérol des cellules intestinales à l’apolipoprotéine A-I et aux HDLs. En ce qui a trait aux transporteurs SR-B1 et Annexin II, aucune différence n’a été observée au niveau intestinal. Toutefois, une diminution significative de l’expression génique de l’ABCG5, un intervenant majeur dans la sécrétion du cholestérol des entérocytes vers la lumière intestinale, est mesurée chez les animaux diabétiques. De plus, l’expression protéique est diminuée pour le PCSK9 et augmentée pour le LDLr au niveau du jéjunum, tandis que la quantité de protéine de l’enzyme HMG-CoA réductase est régulée à la baisse chez les Psammomys obesus diabétiques. Finalement, de tous les facteurs de transcription testés seule une augmentation de LXR et une diminution de PPAR/δ sont détectées au niveau de l’intestin. Au niveau hépatique, il y a (i) une augmentation de la masse protéique de NPC1-L1, SR-BI et Annexin II; (ii) une élévation l’ARNm de SR-BI; (iii) une diminution du contenu protéique de ABCG8 et de l’expression génique de l’ABCG5 et de l’ABCA1; et (iv) une élévation de l’ARNm de LXR et de PPAR/δ, tout comme une baisse de l’expression protéique de SREBP-2. Somme toute, nos résultats montrent que le développement du diabète de type 2 chez le Psammomys obesus entraîne un changement dans la machinerie intra-entérocytaire et hépatocytaire, qui mène à un dérèglement de l’homéostasie du cholestérol.