Évaluation du risque cancérigène associé à la contamination de l’eau potable de puits municipaux par les nitrates/nitrites dans certaines régions rurales du Québec

La spécialisation des techniques agricoles que nous connaissons ces dernières décennies, particulièrement dans les régions rurales, est à l’origine de l’abus de fertilisants. Ces derniers sont actuellement reconnus comme étant les causes principales de la contamination de l’eau souterraine par les nitrates. Suite à leur ingestion via l’eau potable, les nitrates sont transformés en nitrites par la flore buccale. Une fois dans l’estomac les nitrites réagissent avec certaines amines provenant de l’alimentation pour générer des nitrosamines cancérogènes. L’objectif de notre étude était d’estimer quantitativement l’excès de risque de cancer (ER) pour les populations de sept régions rurales du Québec qui consomme l’eau potable provenant de réseaux municipaux alimentés en eau souterraine. Le territoire à l’étude était caractérisé par une agriculture intensive d’élevage. Les médianes (et 95e centiles) régionales des concentrations de nitrates mesurées dans les réseaux de ces régions étaient de : 0,18 (2,74); 0,48 (10,35); 0,15 (1,28); 0,32 (11); 0,05 (0,76); 0,10 (4,69); 0,09 (2,13) mg N-NO3-/l. Nous avons envisagé un scénario de transformation complète des nitrites et de certaines amines (diméthylamine, diéthylamine, n-butylamine, méthyléthylamine) en nitrosamines spécifiques : N-diméthylnitrosamine (NDMA), N-diéthylnitrosamine (NDEA), N-n-dibutylnitrosamine (NDBA) et N-méthyléthylnitrosamine (NMEA). Pour estimer la concentration de nitrites formés dans l’estomac, nous avons considéré une consommation définie d’eau potable, le volume de l’estomac et un taux de transformation des nitrates en nitrites. Supposant les quantités de nitrites et de chaque amine constantes pendant 1h, nous avons considéré la constante de nitrosation spécifique à chaque amine pour évaluer la dose d’exposition journalière à chaque nitrosamine équivalente formée. Par la suite, la combinaison de cette dose à un estimateur de potentiel cancérogène qhumain spécifique à chaque nitrosamine, nous a permis d’évaluer l’ER associé à chacune d’elles. Globalement l’analyse a démontré que les ER les plus élevés, estimés pour le NDBA, étaient de l’ordre de 10-6, ne contribuant pas de façon significative à une augmentation du risque de cancer pour ces populations.

Nitrosation of N,N′-ethylenebis-(acetylacetoneimine) complexes of copper (II) and nickel(II) and characterization of the products

Isonitroso derivatives of copper(II) and nickel(II) complexes of N,N′-ethylenebis(acetylacetoneimine) have been prepared by nitrosation of the respective complexes using nitric oxide as well as nitrite ion. The condensation of isonitrosoacetylacetone in the presence and in the absence of nickel(II) has been investigated. The i.r. and electronic spectra and magnetic moment of the nickel(II) and copper(II) complexes have been studied. The nature of bonding of the ligand to the metal ion is discussed. The complexes have planar structures.

S-nitrosation of mitochondrial complex I depends on its structural conformation

Nitric oxide is known to cause persistent inhibition of mitochondrial respiration as a result of S-nitrosation of NADH: ubiquinone oxidoreductase (complex I) (Clementi, E., Brown, G. C., Feelisch, M., and Moncada, S. (1998) Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 95, 7631-7636). Little is known about whether such nitrosation occurs in physiological conditions and, if so, what are the possible cellular mechanisms. We have now found that the conformational state (active/deactive transition (Vinogradov, A. D. (1998) Biochim. Biophys. Acta 1364, 169-185)) of mitochondrial complex I is an important factor for the interaction of the enzyme with nitrosothiols and peroxynitrite. Only the deactivated, idle form of complex I was susceptible to inhibition by nitrosothiols and peroxynitrite. In contrast, the active form of the enzyme was insensitive to such treatment. Neither form of complex I was inhibited by nitric oxide itself. Our data suggest that the process of active/deactive transition plays an important role in the regulation of complex I activity and cellular respiration by nitric oxide. The implications of this finding for hypoxic or pathophysiological conditions in vivo are discussed.

Participation endogène et comparaison de deux procédures d'appels d'offres.

Rapport de recherche

Croissance néoclassique, croissance endogène et les technologies de l'information et des communications dans les villes aux États-Unis.

Rapport de recherche

Impact de l’expression de l’isoforme p35 de la chaîne invariante humaine chez des souris déficientes en CD74 endogène

La chaîne invariante (Ii ; CD74) est une protéine membranaire de type II qui joue un rôle majeur dans la présentation antigénique. Dans le réticulum endoplasmique (RE), Ii favorise l’assemblage du CMH II et prévient la liaison indésirable de polypeptides. Grâce à son motif di-leucine, la chaîne invariante cible le CMH II dans les endosomes. Une fois dans ces compartiments acides, Ii est dégradé, permettant la liaison de peptides de forte affinité qui seront ensuite présentés aux cellules T CD4+. Chez les souris déficientes en Ii murin (mIi), le CMH II présente une conformation non compacte typique des molécules vides ou liées faiblement à un peptide. Le transport du CMH II est aberrant ce qui conduit à une réduction de son expression en surface ainsi qu’à un défaut de présentation antigénique. De plus, Ii diversifie le répertoire de peptides et assure la sélection thymique des cellules T CD4+. Enfin, il a un rôle dans la maturation des cellules B et les souris déficientes en Ii présentent des nombres réduits de cellules B matures folliculaires (FO). L’isoforme mineure humaine p35 (Iip35) n’existe pas chez la souris et possède une extension cytoplasmique de 16 acides aminés contenant un motif R-x-R de rétention dans le RE. La sortie du RE est conditionnelle à la liaison du CMH II qui permet de masquer le motif de rétention. Iip35 agit comme dominant et impose la rétention aux autres isoformes d’Ii. Cependant, le rôle physiologique du motif R-x-R et, plus globalement, celui d’Iip35, demeurent nébuleux. Pour mieux cerner la fonction d’Iip35, nous avons généré des souris transgéniques (Tg) exprimant l’isoforme humaine Iip35 et avons analysé la conformation et le trafic du CMH II, la sélection thymique et la maturation des cellules B ainsi que la présentation antigénique. Nos résultats ont démontré qu’Iip35 favorise l’assemblage du CMH II dans le RE. Il induit également une conformation compacte du CMH II et augmente l’expression du CMH II en surface. De plus, Iip35 cible le CMH II dans les endosomes où un peptide de forte affinité se lie dans la niche peptidique. Par ailleurs, Iip35 diversifie le répertoire de peptides et rétablit totalement la sélection des cellules T CD4+ ainsi que le niveau d’expression du TCR de ces dernières. Iip35 restaure également la présentation antigénique de l’ovalbumine dont la présentation requiert l’expression d’Ii. Par contre, Iip35 rétablit la présentation des superantigènes mais à un niveau moindre que celui des souris sauvages. Ensuite, Iip35 permet le rétablissement de la sélection des cellules iNKT démontrant qu’il assiste la présentation des lipides par les molécules CD1d. Enfin, les résultats ont démontré qu’Iip35 restaure le développement des cellules B matures folliculaires (FO) mais pas celui des cellules B de la zone marginale. Ceci suggère qu’Iip35 est capable d’induire le développement des cellules FO sans stimulation préalable par le MIF (macrophage migration inhibitory factor). Ainsi, l’ensemble de ces résultats démontre qu’Iip35 est fonctionnel et assure la majorité des fonctions d’Ii. Cependant, Iip35 ne remplace pas mIi endogène concernant la maturation des cellules B MZ suggérant qu’il pourrait avoir un rôle de régulateur.

Effect of processed and red meat on endogenous nitrosation and DNA damage

Haem in red meat (RM) stimulates the endogenous production of mutagenic nitroso compounds (NOC). Processed (nitrite-preserved red) meat additionally contains high concentrations of preformed NOC. In two studies, of a fresh RM versus a vegetarian (VEG) diet (six males and six females) and of a nitrite-preserved red meat (PM) versus a VEG diet (5 males and 11 females), we investigated whether processing of meat might increase colorectal cancer risk by stimulating nitrosation and DNA damage. Meat diets contained 420 g (males) or 366 g (females) meat/per day. Faecal homogenates from day 10 onwards were analysed for haem and NOC and asso- ciated supernatants for genotoxicity. Means are adjusted for differ- ences in male to female ratios between studies. Faecal NOC concentrations on VEG diets were low (2.6 and 3.5 mmol/g) but significantly higher on meat diets (PM 175 ± 19 nmol/g versus RM 185 ± 22 nmol/g; P 5 0.75). The RM diet resulted in a larger pro- portion of nitrosyl iron (RM 78% versus PM 54%; P < 0.0001) and less nitrosothiols (RM 12% versus PM 19%; P < 0.01) and other NOC (RM 10% versus PM 27%; P < 0.0001). There was no statis- tically significant difference in DNA breaks induced by faecal water (FW) following PM and RM diets (P 5 0.80). However, PM re- sulted in higher levels of oxidized pyrimidines (P < 0.05). Surpris- ingly, VEG diets resulted in significantly more FW-induced DNA strand breaks than the meat diets (P < 0.05), which needs to be clarified in further studies. Meats cured with nitrite have the same effect as fresh RM on endogenous nitrosation but show increased FW-induced oxidative DNA damage.

A multi-level analytical approach for detection and visualization of intracellular NO production and nitrosation events using diaminofluoresceins

Diaminofluoresceins are widely used probes for detection and intracellular localization of NO formation in cultured/isolated cells and intact tissues. The fluorinated derivative, 4-amino-5-methylamino-2′,7′-difluorofluorescein (DAF-FM), has gained increasing popularity in recent years due to its improved NO-sensitivity, pH-stability, and resistance to photo-bleaching compared to the first-generation compound, DAF-2. Detection of NO production by either reagent relies on conversion of the parent compound into a fluorescent triazole, DAF-FM-T and DAF-2-T, respectively. While this reaction is specific for NO and/or reactive nitrosating species, it is also affected by the presence of oxidants/antioxidants. Moreover, the reaction with other molecules can lead to the formation of fluorescent products other than the expected triazole. Thus additional controls and structural confirmation of the reaction products are essential. Using human red blood cells as an exemplary cellular system we here describe robust protocols for the analysis of intracellular DAF-FM-T formation using an array of fluorescence-based methods (laser-scanning fluorescence microscopy, flow cytometry and fluorimetry) and analytical separation techniques (reversed-phase HPLC and LC-MS/MS). When used in combination, these assays afford unequivocal identification of the fluorescent signal as being derived from NO and are applicable to most other cellular systems without or with only minor modifications.

Relative role of heme nitrosylation and β-cysteine 93 nitrosation in the transport and metabolism of nitric oxide by hemoglobin in the human circulation

To quantify the reactions of nitric oxide (NO) with hemoglobin under physiological conditions and to test models of NO transport on hemoglobin, we have developed an assay to measure NO–hemoglobin reaction products in normal volunteers, under basal conditions and during NO inhalation. NO inhalation markedly raised total nitrosylated hemoglobin levels, with a significant arterial–venous gradient, supporting a role for hemoglobin in the transport and delivery of NO. The predominant species accounting for this arterial–venous gradient is nitrosyl(heme)hemoglobin. NO breathing increases S-nitrosation of hemoglobin β-chain cysteine 93, however only to a fraction of the level of nitrosyl(heme)hemoglobin and without a detectable arterial–venous gradient. A strong correlation between methemoglobin and plasma nitrate formation was observed, suggesting that NO metabolism is a primary physiological cause of hemoglobin oxidation. Our results demonstrate that NO–heme reaction pathways predominate in vivo, NO binding to heme groups is a rapidly reversible process, and S-nitrosohemoglobin formation is probably not a primary transport mechanism for NO but may facilitate NO release from heme.

Stabilising cysteinyl thiol oxidation and nitrosation for proteomic analysis

Oxidation and S-nitrosylation of cysteinyl thiols (Cys-SH) to sulfenic (Cys-SOH), sulfinic (Cys-SO2H), sulfonic acids (Cys-SO3H), disulphides and S-nitrosothiols are suggested as important post-translational modifications that can activate or deactivate the function of many proteins. Non-enzymatic post-translational modifications to cysteinyl thiols have been implicated in a wide variety of physiological and pathophysiological states but have been difficult to monitor in a physiological setting because of a lack of experimental tools. The purpose of this review is to bring together the approaches that have been developed for stably trapping cysteine either in its reduced or oxidised forms for enrichment and or subsequent mass spectrometric analysis. These tools are providing insight into potential targets for post-translational modifications to cysteine modification in vivo. This article is part of a Special Issue entitled: Special Issue: Posttranslational Protein modifications in biology and Medicine. © 2013.

Effets du stress oxydatif induit par les rayons UVA et endogène sur la cornée humaine : étude des délétions de l’ADN mitochondrial, des modifications dans la matrice extracellulaire cornéenne et de la dystrophie cornéenne endothéliale de Fuchs

Le stress oxydatif peut provenir de sources exogènes comme les UVA ou de sources endogènes comme la chaîne respiratoire (OXPHOS). L’oxydation des composants cellulaires a été associée avec la dégénération, des phénotypes de vieillissement et des pertes de fonctionnalités des tissus. Les UVA sont les plus efficaces des rayons UV à induire de l’oxydation, tel que démontré par la formation de dommages oxydatifs à l’ADN et par l’apparition de délétions mitochondriales qui en résultent. La délétion mitochondriale de 4977 pb (ADNmtCD4977), la plus commune, et celle de 3895 pb (ADNmt3895) sont deux délétions reliées au photovieillissement cutané et à l’exposition au stress oxydant. Le phénomène de vieillissement dans la peau est bien documenté et se traduit par une dégradation de la matrice extracellulaire, une perte d’élasticité et la formation de rides. Toutefois, peu d’études portent sur la cornée humaine alors qu’elle est un tissu exposé directement aux rayonnements UV au même titre que la peau. Nous avons donc tenté mieux comprendre l’effet de l’oxydation exogène et endogène sur cette structure. L’analyse de la localisation des délétions ADNmtCD4977 et ADNmtCD4977 dans l’oeil humain a permis de révéler qu’elles se concentrent principalement dans le stroma cornéen et s’accumule avec l’âge. Le stroma cornéen est la couche cellulaire qui confère la transparence et la rigidité à la cornée humaine. Ces résultats nous ont suggéré une implication des UVA dans le photovieillissement de la cornée. Nous avons donc entrepris de vérifier les changements liés à l’exposition aux UVA dans le stroma cornéen puisque les UVA sont connus pour causer des altérations à la matrice extracellulaire (ECM) au niveau cutané. Nous avons donc créé un modèle de photovieillisement par une exposition chronique aux UVA sur des kératocytes avec lesquels nous avons fait sécréter une ECM. Nos résultats nous ont démontré qu’une exposition chronique aux UVA cause des altérations à l’ECM cornéen semblable à des phénotypes de photvieillissement. En effet, nous avons dénoté des changements transcriptomiques et protéomiques pour certains collagènes et protéoglycans. Une atteinte aux collagènes par le vieillissement cornéen se traduit entre autres par une rigidification, une opacification et un changement dans son pouvoir réfractif qui mène à une perte de la vision. Par ailleurs, notre avons également investigué l’implication du stress oxydatif dans la dystrophie cornéenne endothéliale de Fuchs (FECD), une maladie dégénérative de l’endothélium cornéen, qui mène à une perte de vision et est une cause principale de greffe cornéenne. L’étiologie de la maladie est encore inconnue, mais le stress oxydatif est soupçonné de jouer un rôle important dans la pathogenèse. Nos résultats ont amené de nouvelles évidences de l’implication de l’oxydation dans la maladie par l’augmentation de la quantité d’ADN mitochondrial et un raccourcissement des télomères dans des explants de cornées pathologiques. Nos résultats nous ont également démontré que la mise en culture de cellules FECD permettait la sélection de cellules fonctionnelles et comparables à des cellules saines en termes de quantité d’ADN mitochondrial et de son intégrité, de sensibilité à l’oxydation et de longueur télomérique. Les résultats obtenus soutiennent ainsi la possibilité d’employer les cellules FECD fonctionnelles sélectionnées pour utilisation en génie tissulaire afin de créer des cornées autologues pour pallier aux manques de greffes cornéennes. Enfin, nos résultats apportent de nouvelles évidences quant à l’implication du stress oxydatif dans le photovieillissement cornéen et dans l’étiologie de la FECD.

Mononitrosated and phenylamido substituted chelate linkage isomers of quadridentate Schiff base copper(II) complexes

The nitrosation of monophenylamido substituted quadridentate Schiff base complexes of copper(II) are observed to adopt N-bonded isonitroso coordination whereas the phenylisocyanation of the corresponding mononitrosated quadridentate complexes are found to prefer O-bonded isonitroso coordination.

Mononitrosalted and phenylamido substituted chelate linkage isomers of quadridentate Schiff base copper(II) complexes

The nitrosation of monophenylamido substututed quadridentate Schiff base complexes of copper(II) are observed to adopt N-bonded isonitroso coordination whereas the phenylisocyanation of the corresponding mononitrosated quadridentate complexes are found to prefer O-bonded isonitroso coordination.