Obesity and hypertension have differing oxidant handling molecular pathways in age-related chronic kidney disease

Chronic kidney disease (CKD) in ageing is a burden on health systems worldwide. Rat models of age-related CKD linked with obesity and hypertension were used to investigate alterations in oxidant handling and energy metabolism to identify gene targets or markers for age-related CKD. Young adult (3 months) and old (21–24 months) spontaneously-hypertensive (SHR), normotensive Wistar-Kyoto (WKY) and Wistar rats (normotensive, obese in ageing) were compared for renal functional and physiological parameters, renal fibrosis and inflammation, oxidative stress (hemeoxygenase-1/HO-1), apoptosis and cell injury (including Bax:Bcl-2), phosphorylated and non-phosphorylated forms of oxidant and energy sensing proteins (p66Shc, AMPK), signal transduction proteins (ERK1/2, PKB), and transcription factors (NF-κB, FoxO1). All old rats were normoglycemic. Renal fibrosis, tubular epithelial apoptosis, interstitial macrophages and myofibroblasts (all p < 0.05), p66Shc/phospho-p66 (p < 0.05), Bax/Bcl-2 ratio (p < 0.05) and NF-κB expression (p < 0.01) were highest in old obese Wistars. Expression of phospho-FoxO/FoxO was elevated in old Wistars (p < 0.001) and WKYs (p < 0.01). SHRs had high levels in young and old rats. Expression of PKB, phospho-PKB, ERK1/2 and phospho-ERK1/2 were significantly elevated in all aged animals. These results suggest that obesity and hypertension have differing oxidant handling and signalling pathways that act in the pathogenesis of age-related CKD

Implicating the mechanisms of ADP-ribosylation factor activation in the resistance of invasive breast cancer cells to EGFR tyrosine kinase inhibitors

ADP-ribosylation factor-1 (ARF1) est une petite GTPase principalement connue pour son rôle dans la formation de vésicules au niveau de l’appareil de Golgi. Récemment, dans des cellules de cancer du sein, nous avons démontré qu’ARF1 est aussi un médiateur important de la signalisation du récepteur du facteur de croissance épidermique (EGFR) contrôlant la prolifération, la migration et l'invasion cellulaire. Cependant, le mécanisme par lequel l’EGFR active la GTPase ainsi que le rôle de cette dernière dans la régulation de la fonction du récepteur demeure inconnue. Dans cette thèse, nous avions comme objectifs de définir le mécanisme d'activation de ARF1 dans les cellules de cancer du sein hautement invasif et démontrer que l’activation de cette isoforme de ARF joue un rôle essentiel dans la résistance de ces cellules aux inhibiteurs de l'EGFR. Nos études démontrent que les protéines d’adaptatrices Grb2 et p66Shc jouent un rôle important dans l'activation de ARF1. Alors que Grb2 favorise le recrutement d’ARF1 à l'EGFR ainsi que l'activation de cette petite GTPase, p66Shc inhibe le recrutement du complexe Grb2-ARF1 au récepteur et donc contribue à limiter l’activation d’ARF1. De plus, nous démontrons que ARF1 favorise la résistance aux inhibiteurs des tyrosines kinases dans les cellules de cancer du sein hautement invasif. En effet, une diminution de l’expression de ARF1 a augmenté la sensibilité descellules aux inhibiteurs de l'EGFR. Nous montrons également que de hauts niveaux de ARF1 contribuent à la résistance des cellules à ces médicaments en améliorant la survie et les signaux prolifératifs à travers ERK1/2, Src et AKT, tout en bloquant les voies apoptotiques (p38MAPK et JNK). Enfin, nous mettons en évidence le rôle de la protéine ARF1 dans l’apoptose en réponse aux traitements des inhibiteurs de l’EGFR. Nos résultats indiquent que la dépletion d’ARF1 promeut la mort cellulaire induite par gefitinib, en augmentant l'expression de facteurs pro-apoptotiques (p66shc, Bax), en altérant le potentiel de la membrane mitochondriale et la libération du cytochrome C. Ensemble, nos résultats délimitent un nouveau mécanisme d'activation de ARF1 dans les cellules du cancer du sein hautement invasif et impliquent l’activité d’ARF1 comme un médiateur important de la résistance aux inhibiteurs EGFR.

Ruolo delle specie reattive dell'ossigeno e di caveole/raft lipidici nella biosegnalazione in linee cellulari umane

Membrane lipid rafts are detergent-resistant microdomains containing glycosphingolipids, cholesterol and glycosylphosphatidylinositol-linked proteins; they seem to be actively involved in many cellular processes including signal transduction, apoptosis, cell adhesion and migration. Lipid rafts may represent important functional platforms where redox signals are produced and transmitted in response to various agonists or stimuli. In addition, a new concept is emerging that could be used to define the interactions or amplification of both redox signalling and lipid raft-associated signalling. This concept is characterized by redox-mediated feed forward amplification in lipid platforms. It is proposed that lipid rafts are formed in response to various stimuli; for instance, NAD(P)H oxidase (Nox) subunits are aggregated or recruited in these platforms, increasing Nox activity. Superoxide and hydrogen peroxide generation could induce various regulatory activities, such as the induction of glucose transport activity and proliferation in leukaemia cells. The aim of our study is to probe: i) the involvement of lipid rafts in the modulation of the glucose transporter Glut1 in human acute leukemia cells; ii) the involvement of plasma membrane caveolae/lipid rafts in VEGF-mediated redox signaling via Nox activation in human leukemic cells; iii) the role of p66shc, an adaptor protein, in VEGF signaling and ROS production in endothelial cells (ECs); iv) the role of Sindecan-2, a transmembrane heparan sulphate proteoglycan, in VEGF signaling and physiological response in ECs and v) the antioxidant and pro-apoptotic activities of simple dietary phenolic acids, i. e. caffeic, syringic and protocatechuic acids in leukemia cells, characterized by a very high ROS content. Our results suggest that the role played by NAD(P)H oxidase-derived ROS in the regulation of glucose uptake, proliferation and migration of leukaemia and endothelial cells could likely occur through the control of lipid raft-associated signalling.

Signal transduction of CEACAM1-L tumor suppressor

CEACAM1-L is an adhesion molecule that suppress the growth of prostate, breast, colon and endometrial tumors. In this study we defined the domain involved in CEACAM1-L tumor suppression activity. DU145 prostate cancer cells were infected with recombinant adenoviruses containing various CEACAM1-L mutant genes, and the effects of the mutant proteins on the growth of DU145 cells were assessed in a nude-mice xenograft model. We found that expression of the CEACAM1-L cytoplasm domain alone led to growth suppression of DU145 cells. These results suggest that the cytoplasmic domain of CEACAM1-L is necessary and sufficient for its growth-suppressive function. ^ The cytoplasmic domain of CEACAM1-L is presumed to be involved in a signaling pathway resulting in the suppression of tumor cell growth. It was not clear whether post-translational modification of CEACAM1-L is required for tumor suppressor function, therefore the importance of phosphorylation in growth-inhibitory signaling pathway was investigated. Full-length CEACAM1-L was found to be phosphorylated in vivo in both tyrosine and serine residues. Mutation of tyrosine 488 to phenylalanine did not abolish the tumor-suppressive activity of CEACAM1-L while mutation of serine 503 to alanine abolished the growth-inhibitory activity. In addition, mutation of serine 503 to aspartic acid produced tumor-suppressive activity similar to that of the wild-type CEACAM1-L. These results suggested that only phosphorylation at serine 503 is essential for CEACAM1-L's growth-inhibitory function in vivo. ^ Phosphorylation of CEACAM1-L may lead to its interaction with molecules in CEACAM1-L's signaling pathway. In the last part of this study we demonstrate that CEACAM1 is able to interact with the adapter protein p66Shc. p66Shc was found to be co-immunoprecipitated with full length CEACAM1-L but not with CEACAM1-L lacking its cytoplasmic tail. Additionally this interaction occurred in the absence of the tyrosine phosphorylation of CEACAM1-L. These results suggest that p66Shc is able to interact with the cytoplasmic domain of CEACAM1-L and this interaction does not require tyrosine phosphorylation. ^ In conclusion, this study suggests that CEACAM1-L signals tumor suppression through its cytoplasmic domain by initially becoming phosphorylated on serine 503. Additionally, the interaction with p66Shc may be involved in CEACAM1-L's signaling pathway. ^

Implicating the mechanisms of ADP-ribosylation factor activation in the resistance of invasive breast cancer cells to EGFR tyrosine kinase inhibitors

ADP-ribosylation factor-1 (ARF1) est une petite GTPase principalement connue pour son rôle dans la formation de vésicules au niveau de l’appareil de Golgi. Récemment, dans des cellules de cancer du sein, nous avons démontré qu’ARF1 est aussi un médiateur important de la signalisation du récepteur du facteur de croissance épidermique (EGFR) contrôlant la prolifération, la migration et l'invasion cellulaire. Cependant, le mécanisme par lequel l’EGFR active la GTPase ainsi que le rôle de cette dernière dans la régulation de la fonction du récepteur demeure inconnue. Dans cette thèse, nous avions comme objectifs de définir le mécanisme d'activation de ARF1 dans les cellules de cancer du sein hautement invasif et démontrer que l’activation de cette isoforme de ARF joue un rôle essentiel dans la résistance de ces cellules aux inhibiteurs de l'EGFR. Nos études démontrent que les protéines d’adaptatrices Grb2 et p66Shc jouent un rôle important dans l'activation de ARF1. Alors que Grb2 favorise le recrutement d’ARF1 à l'EGFR ainsi que l'activation de cette petite GTPase, p66Shc inhibe le recrutement du complexe Grb2-ARF1 au récepteur et donc contribue à limiter l’activation d’ARF1. De plus, nous démontrons que ARF1 favorise la résistance aux inhibiteurs des tyrosines kinases dans les cellules de cancer du sein hautement invasif. En effet, une diminution de l’expression de ARF1 a augmenté la sensibilité descellules aux inhibiteurs de l'EGFR. Nous montrons également que de hauts niveaux de ARF1 contribuent à la résistance des cellules à ces médicaments en améliorant la survie et les signaux prolifératifs à travers ERK1/2, Src et AKT, tout en bloquant les voies apoptotiques (p38MAPK et JNK). Enfin, nous mettons en évidence le rôle de la protéine ARF1 dans l’apoptose en réponse aux traitements des inhibiteurs de l’EGFR. Nos résultats indiquent que la dépletion d’ARF1 promeut la mort cellulaire induite par gefitinib, en augmentant l'expression de facteurs pro-apoptotiques (p66shc, Bax), en altérant le potentiel de la membrane mitochondriale et la libération du cytochrome C. Ensemble, nos résultats délimitent un nouveau mécanisme d'activation de ARF1 dans les cellules du cancer du sein hautement invasif et impliquent l’activité d’ARF1 comme un médiateur important de la résistance aux inhibiteurs EGFR.