Why human islets die? analysis of death signaling pathways during isolation and following cytokine treatments

RESUME Le diabète de type 1 se définit comme un désordre métabolique d'origine auto-immune qui aboutit à la destruction progressive et sélective de la cellule ß-pancréatique sécrétrice d'insuline. Cette maladie représente 10 % des cas de diabète enregistrés dans la population mondiale, et touche les jeunes de moins de 20 ans. Le traitement médical par insulinothérapie corrige le manque d'hormone mais ne prévient pas les nombreuses complications telles que les atteintes cardiaques, neurologiques, rénales, rétiniennes, et les amputations que la maladie provoque. Le remplacement de la cellule ß par transplantation d'îlots de Langerhans est une alternative prometteuse au traitement médical du diabète de type 1. Cependant la greffe d'îlots est encore un traitement expérimental et ne permet pas un contrôle efficace de la glycémie au long terme chez les patients transplantés, et les raisons de cet échec restent mal comprises. L'obstacle immédiat qui se pose est la purification d'un nombre suffisant d'îlots viables et la perte massive de ces îlots dans les premières heures suite à la greffe. Cette tendance presque systématique de la perte fonctionnelle du greffon immédiatement après la transplantation est connue sous le terme de « primary graft non-function » (PNF). En effet, la procédure d'isolement des îlots provoque la destruction des composantes cellulaires et non cellulaires du tissu pancréatique qui jouent un rôle déterminant dans le processus de survie de l'îlot. De plus, la transplantation elle-même expose les cellules à différents stress, notamment le stress par les cytokines inflammatoires qui encourage la mort cellulaire par apoptose et provoque par la suite le rejet de la greffe. L'ensemble de ces mécanismes aboutit a une perte de la masse d'îlot estimée a plus de 60%. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés à définir les voies majeures de stress qui régissent cette perte massive d'îlot par apoptose lors du processus d'isolement et suite à l'exposition immédiate aux cytokines. L'ensemble des résultats obtenus indique que plusieurs voies de signalisation intracellulaire sont recrutées qui s'activent de manière maximale très tôt lors des premières phases de l'isolement. La mise en culture des îlots deux jours permet aux voies activées de revenir aux taux de base. De ce fait nous proposons une stratégie dite de protection qui doit être 1) initiée aussitôt que possible lors de l'isolement des îlots pancréatiques, 2) devrait probablement bloquer l'activation de ces différentes voies de stress mis en évidence lors de notre étude et 3) devrait inclure la mise en culture des îlots purifiés deux jours après l'isolement et avant la transplantation. RESUME LARGE PUBLIC Le diabète est une maladie qui entraîne un taux anormalement élevé de sucre (glucose) dans le sang du à une insuffisance du pancréas endocrine à produire de l'insuline, une hormone qui régule la glycémie (taux de glucose dans le sang). On distingue deux types majeurs de diabètes; le diabète de type 1 ou juvénile ou encore appelé diabète maigre qui se manifeste souvent pendant l'enfance et qui se traduit par une déficience absolue en insuline. Le diabète de type 2 ou diabète gras est le plus fréquent, et touche les sujets de plus de 40 ans qui souffrent d'obésité et qui se traduit par une dysfonction de la cellule ß avec une incapacité à réguler la glycémie malgré la production d'insuline. Dans le diabète de type 1, la destruction de la cellule ß est programmée (apoptose) et est majoritairement provoquée par des médiateurs inflammatoires appelés cytokines qui sont produites localement par des cellules inflammatoires du système immunitaire qui envahissent la cellule ß-pancréatiques. Les cytokines activent différentes voies de signalisation parmi lesquelles on distingue celles des Mitogen-Activated Protein Kinase (MAPKs) composées de trois familles de MAPKs: ERK1/2, p38, et JNK, et la voie NF-κB. Le traitement médical par injections quotidiennes d'insuline permet de contrôler la glycémie mais ne prévient pas les nombreuses complications secondaires liées à cette maladie. La greffe d'îlots de Langerhans est une alternative possible au traitement médical, considérée avantageuse comparée a la greffe du pancréas entier. En effet l'embolisation d'îlots dans le foie par injection intraportale constitue une intervention simple sans complications majeures. Néanmoins la technique de préparation d'îlots altère la fonction endocrine et cause la perte massive d'îlots pancréatiques. De plus, la transplantation elle-même expose la cellule ß à différents stress, notamment le stress par les cytokines inflammatoires qui provoque le rejet de greffon cellulaire. Dans la perspective d'augmenter les rendements des îlots purifiés, nous nous sommes intéressés à définir les voies majeures de stress qui régissent cette perte massive d'îlot lors du processus d'isolement et suite à l'exposition immédiate aux cytokines après transplantation. L'ensemble de ces résultats indique que le stress induit lors de l'isolement des îlots et celui des cytokines recrute différentes voies de signalisation intracellulaire (JNK, p38 et NF-κB) qui s'additionnent entre-elles pour altérer la fonction et la viabilité de l'îlot. De ce fait une stratégie doit être mise en place pour bloquer toute action synergique entre ces différentes voies activées pour améliorer la viabilité et la fonction de la cellule ß lors du greffon cellulaire. SUMMARY Type 1 diabetes mellitus (T1DM) is an autoimmune disease characterized by the progressive and selective destruction of the pancreatic ß-cells that secrete insulin, leading to absolute insulin deficiency. T1DM accounts for about 10% of all diabetes cases, affecting persons younger than 20 years of age. Medical treatment using daily exogenous insulin injection corrects hormone deficiency but does not prevent devastating complications such as heart attack, neuropathy, kidney failure, blindness, and amputation caused by the disease. Pancreatic islet transplantation (PIT) is one strategy that holds promise to cure patients with T1DM, but purified pancreatic islet grafts have failed to maintain long-term glucose homeostasis in human recipients, the reasons for this failure being still poorly understood. There is however a more immediate problem with islet grafting that is dependent upon poor islet recovery from donors and early islet loss following the first hours of grafting. This tendency of islet grafts to fail to function within a short period after transplantation is termed primary graft non-function (PNF). Indeed, the islet isolation procedure itself destroys cellular and non-cellular components of the pancreas that may play a role in supporting islet survival. Further, islet transplantation exposes cells to a variety of stressful stimuli, notably pro-inflammatory cytokines that encourage ß-cell death by apoptosis and lead to early graft failure. Altogether these mechanisms lead to an estimated loss of 60% of the total islet mass. Here, we have mapped the major intracellular stress signaling pathways that may mediate human islet loss by apoptosis during isolation and following cytokine attack. We found that several stress pathways are maximally activated from the earliest stages of the isolation procedure. Culturing islet for two days allow for the activated pathways to return to basal levels. We propose that protective strategies should 1) be initiated as early as possible during isolation of the islets, 2) should probably target the activated stress pathways that we uncovered during our studies and 3) should include culturing islets for two days post-isolation and prior transplantation.

BAFF, APRIL and their receptors: structure, function and signaling.

BAFF, APRIL and their receptors play important immunological roles, especially in the B cell arm of the immune system. A number of splice isoforms have been described for both ligands and receptors in this subfamily, some of which are conserved between mouse and human, while others are species-specific. Structural and mutational analyses have revealed key determinants of receptor-ligand specificity. BAFF-R has a strong selectivity for BAFF; BCMA has a higher affinity for APRIL than for BAFF, while TACI binds both ligands equally well. The molecular signaling events downstream of BAFF-R, BCMA and TACI are still incompletely characterized. Survival appears to be mediated by upregulation of Bcl-2 family members through NF-kappaB activation, degradation of the pro-apototic Bim protein, and control of subcellular localization of PCKdelta. Very little is known about other signaling events associated with receptor engagement by BAFF and APRIL that lead for example to B cell activation or to CD40L-independent Ig switch.

New insights into the role of microRNAs in pancreatic ß-cell maturation and plasticity

Le diabète est une maladie chronique caractérisée par une élévation du taux de sucre dans le sang aussi appelé « glycémie » reflétant un état pathologique. L'élévation de la glycémie au long cours a des répercussions délétères sur nombreux de nos tissus et organes d'où l'apparition de complications sévères chez les sujets diabétiques pouvant atteindre les yeux, les reins, le système nerveux, le système cardiovasculaire et les membres inférieurs. La carence en une hormone essentielle à notre organisme, l'insuline, est au coeur du développement de la maladie. L'insuline induit la captation du glucose circulant dans le sang en excès suite à une prise alimentaire riche en glucides et favorise son utilisation et éventuellement son stockage dans les tissus tels que le foie, le tissu adipeux et les muscles. Ainsi, l'insuline est vitale pour réguler et maintenir stable notre niveau de glycémie. Les cellules bêta du pancréas sont les seules entités de notre corps capables de produire de l'insuline et une perte de fonctionnalité associée à leur destruction ont été mises en cause dans le processus pathologique du diabète de type 2. Cependant la pleine fonctionnalité et la maturation des cellules bêta n'apparaissent qu'après la naissance lorsque le pancréas en développement a atteint sa masse adulte définitive. Enfin, une fois la masse des cellules bêta définitive établie, leur nombre et volume restent relativement constants au cours de la vie adulte chez un sujet sain. Néanmoins, au cours de périodes critiques les besoins en insuline sont augmentés tel qu'observé chez les femmes enceintes et les personnes obèses qui ont une perte de sensibilité à l'insuline qui se traduit par la nécessité de sécréter plus d'insuline afin de maintenir une glycémie normale. Dans l'hypothèse où la compensation n'a pas lieu ou n'est pas aboutie, le diabète se développe. Le processus de maturation postnatale ainsi que les événements compensatoires sont donc des étapes essentielles et de nombreuses questions sont encore non résolues concernant l'identification des mécanismes les régulant. Parmi les acteurs potentiels figurent de petites molécules d'ARN découvertes récemment appelées microARNs et qui ont été rapidement suggérées très prometteuses dans l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques dans le cadre du diabète et d'autres pathologies. Les microARNs vont réguler l'expression de notre génome sans en modifier la séquence, phénomène également appelé épigénétique, ce qui résulte en des différences de comportement et de fonction cellulaires. Les microARNs sont donc susceptibles de jouer un rôle clé dans l'ensemble des processus biologiques et notre environnement associé à nos prédispositions génétiques peuvent grandement modifier leur niveau et donc leur action, qui à son tour se répercutera sur notre état physiologique. En effet nous avons identifié des changements de microARNs dans les cellules d'îlots pancréatiques de modèles animaux (rats et souris) associés à un état de résistance à l'insuline (grossesse et obésité). Par le biais d'expériences in vitro sur des cellules bêta extraites de rats et conservées en culture, nous avons pu analyser de plus près l'implication des microARNs dans la capacité des cellules bêta à sécréter de l'insuline mais aussi à se multiplier et à survivre au sein d'un environnement toxique. Ainsi, nous avons identifié des microARNs qui participent positivement à la compensation des cellules bêta, sous la direction d'hormones telles les estrogènes ou d'une hormone libérée par l'intestin au cours de la digestion (l'inerétine GLP1) et qui est largement utilisée comme agent thérapeutique dans la médication contre le diabète. Dans un second temps nous avons utilisé une stratégie similaire afin de déterminer le rôle de microARNs préalablement détectés comme étant changés au cours du développement postnatal des cellules bêta chez le rat. Cette étude a également mené à l'identification de microARNs participant à la maturation et à l'expansion de la masse des cellules bêta sous l'influence de la composition du régime alimentaire et des besoins en insuline adéquats qui en dépendent. Ces études apportent la vision de nouveaux mécanismes moléculaires impliquant les microARNs et démontrant leur importance pour le bon fonctionnement des cellules bêta et leur capacité d'adaptation à l'environnement. -- Les cellules bêta sont une composante des îlots pancréatiques de Langerhans et sont des cellules hautement différenciées qui ont l'unique capacité de sécréter de l'insuline sous l'influence des nutriments suite à une prise alimentaire. L'insuline facilite l'incorporation de glucose dans ses tissus cibles tels le foie, le tissu adipeux et les muscles. Bien que les besoins en insuline soient relativement constants au cours de la vie d'un individu sain, certaines conditions associées à un état de résistance à l'insuline, telles la grossesse ou l'obésité, requièrent une libération d'insuline majorée. En cas de résistance à l'insuline, une dysfonction des cellules bêta plus ou moins associée à leur mort cellulaire, conduisent à une sécrétion d'insuline insuffisante et au développement d'une hyperglycémie chronique, caractéristique du diabète de type 2. Jusqu'à présent, les mécanismes moléculaires sous- jacents à la compensation des cellules bêta ou encore menant à leur dysfonction restent peu connus. Découverts récemment, les petits ARNs non-codant appelés microARNs (miARNs), suscitent un intérêt grandissant de par leur potentiel thérapeutique pour la prise en charge et le traitement du diabète. Les miARNs sont de puissants régulateurs de l'expression génique qui lient directement le 3'UTR de leurs ARN messagers cibles afin d'inhiber leur traduction ou d'induire leur dégradation, ce qui leur permet de contrôler des fonctions biologiques multiples. Ainsi, nous avons pris pour hypothèse que les miARNs pourraient jouer un rôle essentiel en maintenant la fonction des cellules bêta et des processus compensatoires afin de prévenir le développement du diabète. Lors d'une première étude, une analyse transcriptomique a permis l'identification de miARNs différemment exprimés au sein d'îlots pancréatiques de rattes gestantes. Parmi eux, le miR-338-3p a démontré la capacité de promouvoir la prolifération et la survie des cellules bêta exposées à des acides gras saturés et des cytokines pro-inflammatoires, sans altérer leur propriété sécrétrice d'insuline. Nous avons également identifié deux hormones reconnues pour leurs propriétés bénéfiques pour la physiologie de la cellule bêta, l'estradiol et l'incrétine GLP1, qui régulent les niveaux du miR-338-3p. Ce miARN intègre parfaitement les voies de signalisation de ces deux hormones dépendantes de l'AMP cyclique, afin de contrôler l'expression de nombreux gènes conduisant à son action biologique. Dans un projet ultérieur, notre objectif était de déterminer la contribution de miARNs dans l'acquisition de l'identité fonctionnelle des cellules bêta en période postnatale. En effet, directement après la naissance les cellules bêta sont reconnues pour être encore immatures et incapables de sécréter de l'insuline spécifiquement en réponse à l'élévation de la glycémie. Au contraire, la réponse insulinique induite par les acides aminés ainsi que la biosynthèse d'insuline sont déjà fonctionnelles. Nos recherches ont permis de montrer que les changements de miARNs corrélés avec l'apparition du phénotype sécrétoire en réponse au glucose, sont régis par la composition nutritionnelle du régime alimentaire et des besoins en insuline qui en découlent. En parallèle, le taux de prolifération des cellules bêta est considérablement réduit. Les miARNs que nous avons étudiés coordonnent des changements d'expression de gènes clés impliqués dans l'acquisition de propriétés vitales de la cellule bêta et dans la maintenancé de son identité propre. Enfin, ces études ont permis de clairement démontrer l'importance des miARNs dans la régulation de la fonction des cellules bêta pancréatiques. -- Beta-cells are highly differentiated cells localized in the pancreatic islets and are characterized by the unique property of secreting insulin in response to nutrient stimulation after meal intake. Insulin is then in charge of facilitating glucose uptake by insulin target tissues such as liver, adipose tissue and muscles. Despite insulin needs stay more or less constant throughout life of healthy individuals, there are circumstances such as during pregnancy or obesity which are associated to insulin resistance, where insulin needs are increased. In this context, defects in beta-cell function, sometimes associated with beta-cell loss, may result in the release of inappropriate amounts of insulin leading to chronic hyperglycemia, properly defined as type 2 diabetes mellitus. So far, the mechanisms underlying beta- cell compensation as well as beta-cell failure remain to be established. The recently discovered small non-coding RNAs called microRNAs (miRNAs) are emerging as interesting therapeutic targets and are bringing new hope for the treatment of diabetes. miRNAs display a massive potential in regulating gene expression by directly binding to the 3'UTR of messenger RNAs and by inhibiting their translation and/or stability, enabling them to modify a wide range of biological functions. In view of this, we hypothesized that miRNAs may play an essential role in preserving the functional beta-cell mass and permitting to fight against beta-cell exhaustion and decompensation that can lead to diabetes development. In a first study, global profiling in pancreatic islets of pregnant rats, a model of insulin resistance, led to the identification of a set of differentially expressed miRNAs. Among them, miR-338- 3p was found to promote beta-cell proliferation and survival upon exposure of islet cells to pro- apoptotic stimuli such as saturated fatty acids or pro-inflammatory cytokines, without impairment in their capacity to release insulin. We also discovered that miR-338-3p changes are driven by two hormones, the estradiol and the incretin GLP1, both well known for their beneficial impact on beta- cell physiology. Consistently, we found that miR-338-3p integrates the cAMP-dependent signaling pathways regulated by these two hormones in order to control the expression of numerous genes and execute its biological functions. In a second project, we aimed at determining whether miRNAs contribute to the acquisition of beta-cell identity. Indeed, we confirmed that right after birth beta-cells are still immature and are unable to secrete insulin specifically in response to elevated concentrations of glucose. In contrast, amino acid-stimulated insulin release as well as insulin biosynthesis are already fully functional. In parallel, newborn beta-cells are proliferating intensively within the expanding pancreas. Interestingly, we demonstrated that the miRNA changes and the subsequent acquisition of glucose responsiveness is influenced by the diet composition and the resulting insulin needs. At the same time, beta-cell proliferation declines. The miRNAs that we have identified orchestrate expression changes of essential genes involved in the acquisition of specific beta-cell properties and in the maintenance of a mature beta-cell identity. Altogether, these studies clearly demonstrate that miRNAs play important roles in the regulation of beta-cell function.

Resolving the ortholog conjecture: orthologs tend to be weakly, but significantly, more similar in function than paralogs.

The function of most proteins is not determined experimentally, but is extrapolated from homologs. According to the "ortholog conjecture", or standard model of phylogenomics, protein function changes rapidly after duplication, leading to paralogs with different functions, while orthologs retain the ancestral function. We report here that a comparison of experimentally supported functional annotations among homologs from 13 genomes mostly supports this model. We show that to analyze GO annotation effectively, several confounding factors need to be controlled: authorship bias, variation of GO term frequency among species, variation of background similarity among species pairs, and propagated annotation bias. After controlling for these biases, we observe that orthologs have generally more similar functional annotations than paralogs. This is especially strong for sub-cellular localization. We observe only a weak decrease in functional similarity with increasing sequence divergence. These findings hold over a large diversity of species; notably orthologs from model organisms such as E. coli, yeast or mouse have conserved function with human proteins.

Effects of epidural analgesia on pelvic floor function after spontaneous delivery : a longitudinal retrospective study

Abstract: The aim of the study was to assess the effects of epidural analgesia on pelvic floor function. Eighty- two primiparous women (group 1, consisting of 41 given an epidural, and group 2 of 41 not given an epidural) were investigated during pregnancy and at 2 and 10 months after delivery by a questionnaire, clinical examination, and assessment of bladder neck behavior, urethral sphincter function and intravaginal/intra-anal pressures. The prevalence of stress urinary incontinence was similar in both groups at 2 months (24% vs. 17%, P = 0.6) and 10 months (22% vs. 7%, P = 0.1), as was the prevalence of decreased sexual vaginal response at 10 months (27% vs. 10%, P= 0.08). Bladder neck behavior, urethral sphincter function and intravaginal and intra-anal pressures showed no significant differences between the two groups. Ten months after spontaneous delivery, there were no significant differences in the prevalence of stress urinary incontinence and decreased sexual vaginal response, or in bladder neck behavior, urethral sphincter function and pelvic floor muscle strength between women who had or had not had epidural analgesia.

Gain of function mutations in CgPDR1 of Candida glabrata not only mediate antifungal resistance but also enhance virulence.

CgPdr1p is a Candida glabrata Zn(2)-Cys(6) transcription factor involved in the regulation of the ABC-transporter genes CgCDR1, CgCDR2, and CgSNQ2, which are mediators of azole resistance. Single-point mutations in CgPDR1 are known to increase the expression of at least CgCDR1 and CgCDR2 and thus to contribute to azole resistance of clinical isolates. In this study, we investigated the incidence of CgPDR1 mutations in a large collection of clinical isolates and tested their relevance, not only to azole resistance in vitro and in vivo, but also to virulence. The comparison of CgPDR1 alleles from azole-susceptible and azole-resistant matched isolates enabled the identification of 57 amino acid substitutions, each positioned in distinct CgPDR1 alleles. These substitutions, which could be grouped into three different "hot spots," were gain of function (GOF) mutations since they conferred hyperactivity to CgPdr1p revealed by constitutive high expression of ABC-transporter genes. Interestingly, the major transporters involved in azole resistance (CgCDR1, CgCDR2, and CgSNQ2) were not always coordinately expressed in presence of specific CgPDR1 GOF mutations, thus suggesting that these are rather trans-acting elements (GOF in CgPDR1) than cis-acting elements (promoters) that lead to azole resistance by upregulating specific combinations of ABC-transporter genes. Moreover, C. glabrata isolates complemented with CgPDR1 hyperactive alleles were not only more virulent in mice than those with wild type alleles, but they also gained fitness in the same animal model. The presence of CgPDR1 hyperactive alleles also contributed to fluconazole treatment failure in the mouse model. In conclusion, this study shows for the first time that CgPDR1 mutations are not only responsible for in vitro/in vivo azole resistance but that they can also confer a selective advantage under host conditions.

Role of CD8 in aberrant function of cytotoxic T lymphocytes.

Using H-2Kd-restricted photoprobe-specific cytotoxic T lymphocyte (CTL) clones, which permit assessment of T cell receptor (TCR)-ligand interactions by TCR photoaffinity labeling, we observed that the efficiency of antigen recognition by CTL was critically dependent on the half-life of TCR-ligand complexes. We show here that antigen recognition by CTL is essentially determined by the frequency of serial TCR engagement, except for very rapid dissociations, which resulted in aberrant TCR signaling and antagonism. Thus agonists that were efficiently recognized exhibited rapid TCR-ligand complex dissociation, and hence a high frequency of serial TCR engagement, whereas the opposite was true for weak agonists. Surprisingly, these differences were largely accounted for by the coreceptor CD8. While it was known that CD8 substantially decreases TCR-ligand complex dissociation, we observed in this study that this effect varied considerably among ligand variants, indicating that epitope modifications can alter the CD8 contribution to TCR-ligand binding, and hence the efficiency of antigen recognition by CTL.

Three-dimensional ordered-subset expectation maximization iterative protocol for evaluation of left ventricular volumes and function by quantitative gated SPECT: a dynamic phantom study.

The purposes of this study were to characterize the performance of a 3-dimensional (3D) ordered-subset expectation maximization (OSEM) algorithm in the quantification of left ventricular (LV) function with (99m)Tc-labeled agent gated SPECT (G-SPECT), the QGS program, and a beating-heart phantom and to optimize the reconstruction parameters for clinical applications. METHODS: A G-SPECT image of a dynamic heart phantom simulating the beating left ventricle was acquired. The exact volumes of the phantom were known and were as follows: end-diastolic volume (EDV) of 112 mL, end-systolic volume (ESV) of 37 mL, and stroke volume (SV) of 75 mL; these volumes produced an LV ejection fraction (LVEF) of 67%. Tomographic reconstructions were obtained after 10-20 iterations (I) with 4, 8, and 16 subsets (S) at full width at half maximum (FWHM) gaussian postprocessing filter cutoff values of 8-15 mm. The QGS program was used for quantitative measurements. RESULTS: Measured values ranged from 72 to 92 mL for EDV, from 18 to 32 mL for ESV, and from 54 to 63 mL for SV, and the calculated LVEF ranged from 65% to 76%. Overall, the combination of 10 I, 8 S, and a cutoff filter value of 10 mm produced the most accurate results. The plot of the measures with respect to the expectation maximization-equivalent iterations (I x S product) revealed a bell-shaped curve for the LV volumes and a reverse distribution for the LVEF, with the best results in the intermediate range. In particular, FWHM cutoff values exceeding 10 mm affected the estimation of the LV volumes. CONCLUSION: The QGS program is able to correctly calculate the LVEF when used in association with an optimized 3D OSEM algorithm (8 S, 10 I, and FWHM of 10 mm) but underestimates the LV volumes. However, various combinations of technical parameters, including a limited range of I and S (80-160 expectation maximization-equivalent iterations) and low cutoff values (< or =10 mm) for the gaussian postprocessing filter, produced results with similar accuracies and without clinically relevant differences in the LV volumes and the estimated LVEF.

Cystatin C as a marker of early changes of renal function in Fabry nephropathy.

BACKGROUND: A sensitive, feasible and reproducible marker for renal function is necessary to evaluate the clinical efficacy of enzyme replacement therapy (ERT) in Fabry nephropathy. Serum creatinine has some limitations and cystatin C has been proposed, in other nephropathies, as a useful marker of renal function. The use of cystatin C as a marker of glomerular filtration rate (GFR) was investigated in Fabry patients receiving ERT. METHODS: Renal function was evaluated with serum creatinine, serum cystatin C and estimated GFR (through Modification of Diet in Renal Disease [MDRD], Cockcroft-Gault [C&G] and Hoek formulae) in 21 Fabry patients receiving ERT with agalsidase alfa for 3 years and in 13 Fabry patients receiving agalsidase alfa for 4 years. RESULTS: During years of ERT while serum creatinine remained stable, cystatin C values showed a significant, increasing trend right from the first year of ERT. CONCLUSIONS: In Fabry disease, cystatin C is a sensitive and reliable marker of renal function, and it should be taken into account when evaluating GFR trends during ERT.

Urocortins improve dystrophic skeletal muscle structure and function through both PKA- and Epac-dependent pathways.

In Duchenne muscular dystrophy, the absence of dystrophin causes progressive muscle wasting and premature death. Excessive calcium influx is thought to initiate the pathogenic cascade, resulting in muscle cell death. Urocortins (Ucns) have protected muscle in several experimental paradigms. Herein, we demonstrate that daily s.c. injections of either Ucn 1 or Ucn 2 to 3-week-old dystrophic mdx(5Cv) mice for 2 weeks increased skeletal muscle mass and normalized plasma creatine kinase activity. Histological examination showed that Ucns remarkably reduced necrosis in the diaphragm and slow- and fast-twitch muscles. Ucns improved muscle resistance to mechanical stress provoked by repetitive tetanizations. Ucn 2 treatment resulted in faster kinetics of contraction and relaxation and a rightward shift of the force-frequency curve, suggesting improved calcium homeostasis. Ucn 2 decreased calcium influx into freshly isolated dystrophic muscles. Pharmacological manipulation demonstrated that the mechanism involved the corticotropin-releasing factor type 2 receptor, cAMP elevation, and activation of both protein kinase A and the cAMP-binding protein Epac. Moreover, both STIM1, the calcium sensor that initiates the assembly of store-operated channels, and the calcium-independent phospholipase A(2) that activates these channels were reduced in dystrophic muscle by Ucn 2. Altogether, our results demonstrate the high potency of Ucns for improving dystrophic muscle structure and function, suggesting that these peptides may be considered for treatment of Duchenne muscular dystrophy.

Angiotensin-converting enzyme inhibition improves vascular function in rheumatoid arthritis.

BACKGROUND: The excess in cardiovascular risk in patients with rheumatoid arthritis provides a strong rationale for early therapeutical interventions. In view of the similarities between atherosclerosis and rheumatoid arthritis and the proven benefit of angiotensin-converting enzyme inhibitors in atherosclerotic vascular disease, it was the aim of the present study to delineate the impact of ramipril on endothelial function as well as on markers of inflammation and oxidative stress in patients with rheumatoid arthritis. METHODS AND RESULTS: Eleven patients with rheumatoid arthritis were included in this randomized, double-blind, crossover study to receive ramipril in an uptitration design (2.5 to 10 mg) for 8 weeks followed by placebo, or vice versa, on top of standard antiinflammatory therapy. Endothelial function assessed by flow-mediated dilation of the brachial artery, markers of inflammation and oxidative stress, and disease activity were investigated at baseline and after each treatment period. Endothelial function assessed by flow-mediated dilation increased from 2.85+/-1.49% to 4.00+/-1.81% (P=0.017) after 8 weeks of therapy with ramipril but did not change with placebo (from 2.85+/-1.49% to 2.84+/-2.47%; P=0.88). Although systolic blood pressure and heart rate remained unaltered, diastolic blood pressure decreased slightly from 78+/-7 to 74+/-6 mm Hg (P=0.03). Tumor necrosis factor-alpha showed a significant inverse correlation with flow-mediated dilation (r=-0.408, P=0.02), and CD40 significantly decreased after ramipril therapy (P=0.049). CONCLUSIONS: Angiotensin-converting enzyme inhibition with 10 mg/d ramipril for 8 weeks on top of current antiinflammatory treatment markedly improved endothelial function in patients with rheumatoid arthritis. This finding suggests that angiotensin-converting enzyme inhibition may provide a novel strategy to prevent cardiovascular events in these patients.

Fonction ventriculaire gauche après revascularisation pour occlusion d'une coronaire d'une durée de 1-2 heures [Left ventricular function following revascularization for occlusion of a coronary artery lasting 1 to 2 hours].

The time-lag between coronary occlusion and irreversible damage to the myocardium is ill-defined in man. In 10 patients the changes in left ventricular function have been studied after coronary occlusion during diagnostic or therapeutic cardiac catheterization of 1-2 hours' duration. Revascularization was achieved either surgically or through intracoronary streptokinase infusion. The interval between occlusion and onset of extracorporal circulation or reopening was 61 to 119 minutes. Despite enzyme elevation (CPK, CK-MB, SGOT) and appearance of Q-waves in 5 patients, no significant alteration of left ventricular function was noted on repeat cardiac catheterization 10 to 230 days after the accident. These observations, suggest that coronary occlusion of 1-2 hours' duration fails to produce significant irreversible damage to the myocardium despite electrocardiographic and enzymatic signs of myocardial infarction.

Acid-sensing channels in human bladder: expression, function and alterations during bladder pain syndrome.

Purpose: To examine the possible role of H+-activated acid-sensing ion channels (ASICs) in pain perception we characterized their expression in bladder dome biopsies of Bladder Pain Syndrome (BPS) patients and controls, in cultured human urothelium and in urothelial TEU-2 cells.Materials and Methods: Cold cut biopsies from the bladder dome were obtained in 8 asymptomatic controls and 28 patients with symptoms of BPS. ASIC expression was analyzed by QPCR and immunofluorescence. The channel function was measured by electrophysiology.Results: ASIC1a, ASIC2a and ASIC3 mRNAs were detected in human bladder. Similar amounts of ASIC1a and -3 were detected in detrusor smooth muscle, whereas in urothelium ASIC3 levels were higher than -1a. ASIC2a mRNA levels were lower than either -1a or -3 in both layers. ASIC currents were measured in TEU-2 cells and in primary cultures of human urothelium, and ASIC expression was confirmed by QPCR. Differentiation of TEU-2 cells caused an up-regulation of ASIC2a and ASIC3, and a down-regulation of ASIC1a mRNAs. BPS patients showed an up-regulation of ASIC2a and -3 mRNA, whereas ASIC1a remained unchanged. In contrast, the mRNA levels of TRPV1 were down-regulated during BPS. All differences were statistically significant (p<0.05)Conclusions: Several different ASIC subunits are expressed in human bladder and TEU-2 cells, where their levels are regulated during urothelial differentiation. An up-regulation of ASIC2a and -3 in BPS suggests their involvement in increased pain and hyperalgesia. A down-regulation of TRPV1 mRNA levels might indicate a different regulatory mechanism, controlling its expression in human bladder.