Do the interactions between glucocorticoids and sex hormones regulate the development of the metabolic syndrome?

The metabolic syndrome is basically a maturity-onset disease. Typically, its manifestations begin to flourish years after the initial dietary or environmental aggression began. Since most hormonal, metabolic, or defense responses are practically immediate, the procrastinated response do not seem justified. Only in childhood, the damages of the metabolic syndrome appear with minimal delay. Sex affects the incidence of the metabolic syndrome, but this is more an effect of timing than absolute gender differences, females holding better than males up to menopause, when the differences between sexes tend to disappear. The metabolic syndrome is related to an immune response, countered by a permanent increase in glucocorticoids, which keep the immune system at bay but also induce insulin resistance, alter the lipid metabolism, favor fat deposition, mobilize protein, and decrease androgen synthesis. Androgens limit the operation of glucocorticoids, which is also partly blocked by estrogens, since they decrease inflammation (which enhances glucocorticoid release). These facts suggest that the appearance of the metabolic syndrome symptoms depends on the strength (i.e., levels) of androgens and estrogens. The predominance of glucocorticoids and the full manifestation of the syndrome in men are favored by decreased androgen activity. Low androgens can be found in infancy, maturity, advanced age, or because of their inhibition by glucocorticoids (inflammation, stress, medical treatment). Estrogens decrease inflammation and reduce the glucocorticoid response. Low estrogen (infancy, menopause) again allow the predominance of glucocorticoids and the manifestation of the metabolic syndrome. It is postulated that the equilibrium between sex hormones and glucocorticoids may be a critical element in the timing of the manifestation of metabolic syndrome-related pathologies.

Organització nuclear dels gens que codifiquen per a les proteïnes làcties en cèlules epitelials mamàries en diferents estadis de desenvolupament

Estudi realitzat a partir d’una estada al Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), a França, entre 2006 i 2008. En el ultims anys, estudis realitzats en diferents tipus cel•lulars han pogut determinar l’importància de l’organització nuclear en el control i regulació gènica. S’han realizat diferents experiments per tal de determinar si la posició dels gens de les proteïnes làcties en el nucli interfàsic de cel•lules epitelials mamaries és important per regular la seva expressió. Els gens de les proteïnes de la llet s’expressen a la glàndula mamaria durant la lactació en resposta a les hormones lactogèniques (majoritàriament prolactina i glucocorticoids). Mitjançant la tècnica de FISH (fluorescent in situ hibridization) en 3D s’ha caracteritzat la localització nuclear del gens WAP (whey acidic protein) i les caseïnes en cèl•lules epitelials mamaries de ratolí (HC11) cultivades en l’absència i presencia d’hormones lactogèniques. En absència d’hormones, els dos gens estan distribuïts dins del nucli de forma no aleatòria, el gen WAP es troba localitzat en l’interior del nucli, mentre que les caseïnes es troben localitzades prop de la perifèria nuclear. L’estimulació hormonal indueix un canvi significatiu en la distància dels dos gens a la perifèria nuclear. Així mateix, la posició del locus de la caseïna en relació al seu territori cromosòmic (CT) 5 està correlacionada amb la inducció hormonal i per tant amb la seva activació transcripcional, mentre que la posició del gen WAP amb relació al seu CT11 sembla més determinada pel context cromosòmic del gen. Per últim, no s’han trobat diferencies en la localització dels gens en relació a l'heterocromatina del centròmer, descrit com a compartiment repressiu, entre les cèl•lules estimulades amb hormones i les que no. En els dos casos s’ha trobat un gran percentatge de gens que no estan associats als centròmers.

Effect of Dexamethasone on cytolkine secretion in CD4+T cells in steroid refractori uveitis

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la facultat de Medical Sciences de la Universitat de Bristol, Alemanya, entre 2011 i 2012. Aquest treball s'ha realitzat a la facultat de Medical Sciences de la Universitat de Bristol, al laboratori del Prof. Andrew Di cks,o ta la seva supe1visi6. Ei treball s'ha realitzat amb els seus col.laboradors, el Dr Richard Lee i Lauren Schew:tz. Objectiu: Els glucocorticoids (GCs) tenen diversos efectes sobre les cèl.lules T CD4+ per modular la resposta immune principalment mitjançant els seus efectes anti-proliferatius. Tot i això la dexametasona (Dex, glucocorticoid sintètic) també indueix la secreció de la citocina immunosupressora IL-10 . L'objectiu d'aquest treball ha estat comparar la capacitat dels glucocorticoids en modular la producció de citocines en cèl.lules T CD4+ en pacients uveítics sensibles (SS), i resistents (SR) a esteroids. Metodologia: Es van aïllar cèl• lules T CD4+ de pacients uveítics SS i SR. Es va induir la producció de cèl.lules T regulatories (Tregs) i mitjançant I'estimulació amb anti- CD3/CD28 en presència d'lL-2 i Després del cultiu es van analitzar els nivells d’expressió intracel•lular de les citocines IL-10, IL-4, IL-9, IL-17 i IFN-y per citometria de flux. D'altra banda, també es van separar cèl.lules T CD4t de pacients uveïtis segons I'expressió de CCR6 i es van polaritzar per obtenir els fenotips ThO i Th17 per estudiar I'efecte de Dex i ciclosporina (CsA) en aquests subtipus cel.lulars. Resultats: Les cèl.lules T CD4+ de pacients SR no van ser capaces de produir IL-10 en resposta al tractament amb Dex. Dex no va afectar els nivells d'expressió d'11-17, però va reduir els nivells de IL-4 i IFN-V. Els nivells d'lL-9 (marcador d'un subtipus cel.lular recentment descrit, Th9) v ise r sempre inferiors a 11%. En canvi, el traclament a amb CsA va reduir significativament els nivells d'lL-17 i IFN-y en cèl.lules Th17 i ThO. Conclusions: La Dex no és capaç d'induir cèl.lules Treg funcionalment supresores en pacients veiticsS R. Aquest fenòmen és Independent dels efectes en I'expressió d'altres citocines. Aquests resultats suggereixen que I'efecte de la Dex sobre la funció de cél.lules Treg és clau en el desenvolupament del fenotip SR en la uveïtis . D'altra banda, al llarg d'aquest temps he iniciat un nou projecte que ha donat lloc a un futur projecte de col elaboració. Resumidament, degut a que els nivells elevats de proteïna C-reactiva (CRP) són un factor de risc en la degeneració macular, malaltia inflamatòria crònica principal causa de ceguera en països industrialitzats, I'objectiu d'aquest altre treball ha estat iniciar un projecte per avaluar els efectes de les diferents isoformes de la CRP sobre la resposta inflamatòria d’epiteli pigmentari retinià.

Corticosterone inhibits the lipid-mobilizing effects of oleoyl-estrone in adrenalectomized rats

Oleoyl-estrone (OE) is an adipose-derived signal that decreases energy intake and body lipid, maintaining energy expenditure and glycemic homeostasis. Glucocorticoids protect body lipid and the metabolic status quo. We studied the combined effects of OE and corticosterone in adrenalectomized female rats: daily OE gavages (0 or 10 nmol/g) and slow-release corticosterone pellets at four doses (0, 0.5, 1.7, and 4.8 mg/d). Intact and sham-operated controls were also included. After 8 d, body composition and plasma metabolites and hormones were measured. OE induced a massive lipid mobilization (in parallel with decreased food intake and maintained energy expenditure). Corticosterone increased fat deposition and inhibited the OE-elicited mobilization of body energy, even at the lowest dose. OE enhanced the corticosterone-induced rise in plasma triacylglycerols, and corticosterone blocked the OE-induced decrease in leptin. High corticosterone and OE increased insulin resistance beyond the effects of corticosterone alone. The presence of corticosterone dramatically affected OE effects, reversing its decrease of body energy (lipid) content, with little or no change on food intake or energy expenditure. The maintenance of glycemia and increasing insulin in parallel to the dose of corticosterone indicate a decrease in insulin sensitivity, which is enhanced by OE. The reversal of OE effects on lipid handling, insulin resistance, can be the consequence of a corticosterone-induced OE resistance. Nevertheless, OE effects on cholesterol were largely unaffected. In conclusion, corticosterone administration effectively blocked OE effects on body lipid and energy balance as well as insulin sensitivity and glycemia.

Modulation in Wistar rats of blood corticosterone compartmentation by sex and prior exposure to a cafeteria diet

In the metabolic syndrome, glucocorticoid activity is increased, but circulating levels show little change. Most of blood glucocorticoids are bound to corticosteroid-binding globulin (CBG), which liver expression and circulating levels are higher in females than in males. Since blood hormones are also bound to blood cells, and the size of this compartment is considerable for androgens and estrogens, we analyzed whether sex or eating a cafeteria diet altered the compartmentation of corticosterone in rat blood. The main corticosterone compartment in rat blood is that specifically bound to plasma proteins, with smaller compartments bound to blood cells or free. Cafeteria diet increased the expression of liver CBG gene, binding plasma capacity and the proportion of blood cell-bound corticosterone. There were marked sex differences in blood corticosterone compartmentation in rats, which were unrelated to testosterone. The use of a monoclonal antibody ELISA and a polyclonal Western blot for plasma CBG compared with both specific plasma binding of corticosterone and CBG gene expression suggested the existence of different forms of CBG, with varying affinities for corticosterone in males and females, since ELISA data showed higher plasma CBG for males, but binding and Western blot analyses (plus liver gene expression) and higher physiological effectiveness for females. Good cross- reactivity to the antigen for polyclonal CBG antibody suggests that in all cases we were measuring CBG.The different immunoreactivity and binding affinity may help explain the marked sex-related differences in plasma hormone binding as sex-linked different proportions of CBG forms.

Steroid hormones interrelationships in the metabolic syndrome: an introduction to the ponderostat hypothesis

Sexual dimorphism in the metabolic syndrome. The clairvoyant early implication of sex hormones in the characterization of the metabolic syndrome (MS) was detected early, and in accordance with the well-known sex-related main patterns of fat deposition in obesity: gynoid and android. The differences point to a direct implication of androgens and estrogens in the development, properties and maintenance of obesity and, by extension, to the cumulus of diseases grouped in the MS. For a long time, the key issue of the MS, i.e. the metabolic event explaining (and justifying) most of the derangements of the MS, has been considered to be insulin resistance (...)