Addition of inspiratory resistance increases the amplitude of the slow component of O2 uptake kinetics.

The contribution of respiratory muscle work to the development of the O(2) consumption (Vo(2)) slow component is a point of controversy because it has been shown that the increased ventilation in hypoxia is not associated with a concomitant increase in Vo(2) slow component. The first purpose of this study was thus to test the hypothesis of a direct relationship between respiratory muscle work and Vo(2) slow component by manipulating inspiratory resistance. Because the conditions for a Vo(2) slow component specific to respiratory muscle can be reached during intense exercise, the second purpose was to determine whether respiratory muscles behave like limb muscles during heavy exercise. Ten trained subjects performed two 8-min constant-load heavy cycling exercises with and without a threshold valve in random order. Vo(2) was measured breath by breath by using a fast gas exchange analyzer, and the Vo(2) response was modeled after removal of the cardiodynamic phase by using two monoexponential functions. As anticipated, when total work was slightly increased with loaded inspiratory resistance, slight increases in base Vo(2), the primary phase amplitude, and peak Vo(2) were noted (14.2%, P < 0.01; 3.5%, P > 0.05; and 8.3%, P < 0.01, respectively). The bootstrap method revealed small coefficients of variation for the model parameter, including the slow-component amplitude and delay (15 and 19%, respectively), indicating an accurate determination for this critical parameter. The amplitude of the Vo(2) slow component displayed a 27% increase from 8.1 +/- 3.6 to 10.3 +/- 3.4 ml. min(-1). kg(-1) (P < 0.01) with the addition of inspiratory resistance. Taken together, this increase and the lack of any differences in minute volume and ventilatory parameters between the two experimental conditions suggest the occurrence of a Vo(2) slow component specific to the respiratory muscles in loaded condition.

A cell biological view of the siderophore pyochelin iron uptake pathway in Pseudomonas aeruginosa.

Pyochelin (PCH) is a siderophore produced and secreted by Pseudomonas aeruginosa for iron capture. Using (55) Fe uptake and binding assays, we showed that PCH-Fe uptake in P. aeruginosa involves, in addition to the highly studied outer membrane transporter FptA, the inner membrane permease FptX, which recognizes PCH-(55) Fe with an affinity of 0.6 ± 0.2 nM and transports the ferri-siderophore complex from the periplasm into the cytoplasm: fptX deletion inhibited (55) Fe accumulation in the bacterial cytoplasm. Chromosomal replacement was used to generate P. aeruginosa strains producing fluorescent fusions with FptX, PchR (an AraC regulator), PchA (the first enzyme involved in the PCH biosynthesis) and PchE (a non-ribosomic peptide-synthetase involved in a further step). Fluorescence imaging and cellular fractionation showed a uniform repartition of FptX in the inner membrane. PchA and PchE were found in the cytoplasm, associated to the inner membrane all over the bacteria and also concentrated at the bacterial poles. PchE clustering at the bacterial poles was dependent on PchA expression, but on the opposite PchA clustering and membrane association was PchE-independent. PchA and PchE cellular organization suggests the existence of a siderosome for PCH biosynthesis as previously proposed for pyoverdine biosynthesis (another siderophore produced by P. aeruginosa).

Potential contribution of 131I-labelled monoclonal anti-CEA antibodies in the treatment of liver metastases from colorectal carcinomas: pretherapeutic study with dose recovery in resected tissues.

20 patients with liver metastases from colorectal carcinoma undergoing laparotomy received 15-60 mg intravenously, either intact or fragments of, anti-carcinoembryonic antigen (anti-CEA) monoclonal antibodies labelled with 0.55-1.48 GBq (15-40 mCi) of 131I, 3-8 days prior to operation. The uptake measured per gram of metastases ranged from 0.33 to 6.6 x 10(-3%) of injected dose. Tumour to liver uptake ratios ranged from 2 to 33. The radiation dose, estimated in 6 patients (3 of each group), for an extrapolated dose of 3.7 GBq (100 mCi) of 131I ranged from 0.3 to 0.8 Gy in normal liver or spleen (an acceptable estimate for bone marrow radiation dose) and from 3.4 to 8.2 Gy to the hepatic metastases, indicating that probably other therapeutic modalities should be associated with radioimmunotherapy.

Right-left digit ratio (2D:4D) and maximal oxygen uptake.

A low digit ratio (2D:4D) and low 2D:4D in the right compared with the left hand (right-left 2D:4D) are thought to be determined by high in utero concentrations of testosterone, and are related to "masculine" traits such as aggression and performance in sports like running and rugby. Low right-left 2D:4D is also related to sensitivity to testosterone as measured by the number of cytosine-adenine-guanine triplet repeats in exon 1 of the androgen receptor gene. Here we show that low right-left 2D:4D is associated with high maximal oxygen uptake (VO2(max)), high velocity at VO2(max), and high maximum lactate concentration in a sample of teenage boys. We suggest that low right-left 2D:4D is linked to performance in some sports because it is a proxy of high sensitivity to prenatal and maybe also circulating testosterone and high VO2(max).

Pharmacokinetic and pharmacodynamic effects of YM087, a combined V1/V2 vasopressin receptor antagonist in normal subjects.

OBJECTIVE: The pharmacokinetic and pharmacodynamic properties of YM087, (4'-[(2-methyl-1,4,5,6- tetrahydroimidazo[4,5-d][1]benzazepin-6-yl)-carbonyl]-2-p henylbenzanilide monohydrochloride), a new orally active, dual V1/V2 receptor antagonist were characterised in healthy normotensive subjects. METHODS: Six subjects were randomly allocated to receive, at 1-week intervals, a single oral dose of 60 mg YM087 and a single i.v. dose of 50 mg YM087 in an open-label, crossover study. RESULTS: YM087 had an oral bioavailability of 44% and a short half-life. Upon oral and i.v. administration of YM087, a significant sevenfold increase in urine flow rate and a fall in urinary osmolality (from 600 mosmol/l to less than 100-mosmol/l) were observed with a peak effect 2 h after drug intake suggesting effective vasopressin V2 receptor blockade. Simultaneously, significant increases in plasma osmolality (from 283 +/- 1.3 mosmol/l to 288 +/- 1.0 mosmol/l after i.v. and from 283 +/- 2.1 mosmol/l to 289 +/- 1.7-mosmol/l after oral administration) and vasopressin levels (from 1.5 +/- 0.3 pg/ml to 3.7 +/- 0.6 pg/ml after i.v. and from 0.9 +/- 0.1 pg/ml to 3.9 +/- 0.7 pg/ml after oral administration) were found. When administered i.v., YM087 inhibited the vasopressin-induced skin vasoconstriction, suggesting a blockade of V1 receptors. However, the YM087-induced antagonism of V1 receptors was less pronounced than V2 receptor blockade. CONCLUSION: These data show that YM087 is an effective dual V1/V2 receptor antagonist in man.

MR and CT imaging of pulmonary valved conduits in children and adolescents: normal appearance and complications.

BACKGROUND: The Contegra® is a conduit made from the bovine jugular vein and then interposed between the right ventricle and the pulmonary artery. It is used for cardiac malformations in the reconstruction of right ventricular outflow tract. OBJECTIVE: To describe both normal and pathological appearances of the Contegra® in radiological imaging, to describe imaging of complications and to define the role of CT and MRI in postoperative follow-up. MATERIALS AND METHODS: Forty-three examinations of 24 patients (17 boys and 7 girls; mean age: 10.8 years old) with Contegra® conduits were reviewed. Anatomical description and measurements of the conduits were performed. Pathological items examined included stenosis, dilatation, plicature or twist, thrombus or vegetations, calcifications and valvular regurgitation. Findings were correlated to the echographic gradient through the conduit when available. RESULTS: CT and MR work-up showed Contegra® stenosis (n = 12), dilatation (n = 9) and plicature or twist (n = 7). CT displayed thrombus or vegetations in the Contegra® in three clinically infected patients. Calcifications of the conduit were present at CT in 12 patients and valvular regurgitation in three patients. The comparison between CT and/or MR results showed a good correlation between the echographic gradient and the presence of stenosis in the Contegra®. CONCLUSION: CT and MR bring additional information about permeability and postoperative anatomy especially when echocardiography is inconclusive. Both techniques depict the normal appearance of the conduit, and allow comparison and precise evaluation of changes in the postoperative follow-up.

Long circulating half-life and high tumor selectivity of the photosensitizer meta-tetrahydroxyphenylchlorin conjugated to polyethylene glycol in nude mice grafted with a human colon carcinoma.

In a mode of nude mice bearing a human colon carcinoma xenograft, the biodistribution and tumor localization of metatetrahydroxyphenylchlorin (m-THPC) coupled to polyethylene glycol (PEG) were compared with those of the free form of this photosensitizer used in photodynamic therapy (PDT). At different times after i.v. injection of both forms of 125I-labeled photosensitizer, m-THPC-PEG gave on average a 2-fold higher tumor uptake than free m-THPC. In addition, at early times after injection, m-THPC-PEG showed a 2-fold longer blood circulating half-life and a 4-fold lower liver uptake than free m-THPC. The tumor to normal tissue ratios of radioactivity concentrations were always higher for m-THPC-PEG than for free m-THPC at any time point studied from 2 to 96 hr post-injection. Significant coefficients of correlation between direct fluorescence measurements and radioactivity counting were obtained within each organ tested. Fluorescence microscopy studies showed that m-THPC-PEG was preferentially localized near the tumor vessels, whereas m-THPC was more diffusely distributed inside the tumor tissue. To verify whether m-THPC-PEG conjugate remained phototoxic in vivo, PDT experiments were performed 72 hr after injection and showed that m-THPC-PEG was as potent as free m-THPC in the induction of tumor regression provided that the irradiation does for m-THPC-PEG conjugate was adapted to a well-tolerated 2-fold higher level. The overall results demonstrate first the possibility of improving the in vivo tumor localization of a hydrophobic dye used for PDT by coupling it to PEG and second that a photosensitizer conjugated to a macromolecule can remain phototoxic in vivo.

Passive lipoidal diffusion and carrier-mediated cell uptake are both important mechanisms of membrane permeation in drug disposition.

Recently, it has been proposed that drug permeation is essentially carrier-mediated only and that passive lipoidal diffusion is negligible. This opposes the prevailing hypothesis of drug permeation through biological membranes, which integrates the contribution of multiple permeation mechanisms, including both carrier-mediated and passive lipoidal diffusion, depending on the compound's properties, membrane properties, and solution properties. The prevailing hypothesis of drug permeation continues to be successful for application and prediction in drug development. Proponents of the carrier-mediated only concept argue against passive lipoidal diffusion. However, the arguments are not supported by broad pharmaceutics literature. The carrier-mediated only concept lacks substantial supporting evidence and successful applications in drug development.

Targeting anticancer therapy : clinical and preclinical approaches

AbstractCancer treatment has shifted from cytotoxic and nonspecific chemotherapy to chronic treatment with targeted molecular therapies. These new classes of drugs directed against cancer-specific molecules and signaling pathways, act at a particular level of the tumor cell development. However, in both types of therapeutic approaches (standard cytotoxic chemotherapy and targeted signal transduction inhibitions), toxicity and side effects can occur. The aim of this thesis was to investigate various approaches to improve the activity and tolerability of cancer treatment, in a clinical setting, a) by molecular targeting through the use of tyrosine kinase inhibitors (TKIs), whose dosage can be adapted to each patient according to plasma levels, and, b) in a preclinical model, by tissue targeting with locoregional administration of cytotoxic chemotherapy to increase drug exposure in the target tissue while reducing systemic toxicity of the treatment.A comprehensive program for the Therapeutic Drug Monitoring (TDM) of the new class of targeted anticancer drugs of TKIs in patient's blood has been therefore initiated comprising the setting up, validation and clinical application of a multiplex assay by liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry of TKIs in plasma from cancer patients. Information on drugs exposure may be clinically useful for an optimal follow-up of patients' anticancer treatment, especially in case of less than optimal clinical response, occurrence of adverse drug reaction effects and the numerous risks of drug-drug interactions. In this context, better knowledge of the potential drug interactions between TKIs and widely prescribed co- medications is of critical importance for clinicians, to improve their daily care of cancer patients. For one of the first TKI imatinib, TDM interpretation is nowadays based on total plasma concentrations but, only the unbound (free) form is likely to enter cell to exert its pharmacological action. Pharmacokinetic analysis of the total and free plasma level of imatinib measured simultaneously in patients have allowed to refine and validate a population pharmacokinetic model integrating factors influencing in patients the exposure of pharmacological active species. The equation developed from this model may be used for extrapolating free imatinib plasma concentration based on the total plasma levels that are currently measured in TDM from patients. Finally, the specific influence of Pglycoprotein on the intracellular disposition of TKIs has been studies in cell systems using the siRNA silencing approach.Another approach to enhance the selectivity of anticancer treatment may be achieved by the loco-regional administration of a cytostatic agent to the target organ while sparing non- affected tissues. Isolated lung perfusion (ILP) was designed for the treatment of loco-regional malignancies of the lung but clinical results have been so far disappointing. It has been shown in a preclinical model in rats that ILP with the cytotoxic agent doxorubicin alone allows a high drug uptake in lung tissue, and a low systemic toxicity, but was characterized by a high spatial tissular heterogeneity in drug exposure and doxorubicin uptake in tumor was comparatively smaller than in normal lung tissue. Photodynamic therapy (PDT) is a new approach for the treatment of superficial tumors, and implies the application of a sensitizer activated by a laser light at a specific wavelength, that disrupts endothelial barrier of tumor vessels to increase locally the distribution of cytostatics into the tumor tissue. PDT pre-treatment before intravenous administration of liposomal doxorubicin was indeed shown to selectively increase drug uptake in tumors in a rat model of sarcoma tumors to the lung.RésuméLe traitement de certains cancers s'est progressivement transformé et est passé de la chimiothérapie, cytotoxique et non spécifique, au traitement chronique des patients avec des thérapies moléculaires ciblées. Ces médicaments ont une action ciblée en interférant à un niveau spécifique du développement de la cellule tumorale. Dans les deux types d'approches thérapeutiques (chimiothérapie cytotoxique et traitements ciblés), on est confronté à la présence de toxicité et aux effets secondaires du traitement anticancéreux. Le but de cette thèse a donc été d'étudier diverses approches visant à améliorer l'efficacité et la tolérabilité du traitement anticancéreux, a) dans le cadre d'une recherche clinique, par le ciblage moléculaire grâce aux inhibiteurs de tyrosines kinases (TKIs) dont la posologie est adaptée à chaque patient, et b) dans un modèle préclinique, par le ciblage tissulaire grâce à l'administration locorégionale de chimiothérapie cytotoxique, afin d'augmenter l'exposition dans le tissu cible et de réduire la toxicité systémique du traitement.Un programme de recherche sur le suivi thérapeutique (Therapeutic Drug Monitoring, TDM) des inhibiteurs de tyrosine kinases a été ainsi mis en place et a impliqué le développement, la validation et l'application clinique d'une méthode multiplex par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem des TKIs chez les patients souffrant de cancer. L'information fournie par le TDM sur l'exposition des patients aux traitements ciblés est cliniquement utile et est susceptible d'optimiser la dose administrée, notamment dans les cas où la réponse clinique au traitement des patients est sous-optimale, en présence d'effets secondaires du traitement ciblé, ou lorsque des risques d'interactions médicamenteuses sont suspectés. Dans ce contexte, l'étude des interactions entre les TKIs et les co-médications couramment associées est utile pour les cliniciens en charge d'améliorer au jour le jour la prise en charge du traitement anticancéreux. Pour le premier TKI imatinib, l'interprétation TDM est actuellement basée sur la mesure des concentrations plasmatiques totales alors que seule la fraction libre (médicament non lié aux protéines plasmatiques circulantes) est susceptible de pénétrer dans la cellule pour exercer son action pharmacologique. L'analyse pharmacocinétique des taux plasmatiques totaux et libres d'imatinib mesurés simultanément chez les patients a permis d'affiner et de valider un modèle de pharmacocinétique de population qui intègre les facteurs influençant l'exposition à la fraction de médicament pharmacologiquement active. L'équation développée à partir de ce modèle permet d'extrapoler les concentrations libres d'imatinib à partir des concentrations plasmatiques totales qui sont actuellement mesurées lors du TDM des patients. Finalement, l'influence de la P-glycoprotéine sur la disposition cellulaire des TKIs a été étudiée dans un modèle cellulaire utilisant l'approche par la technologie du siRNA permettant de bloquer sélectivement l'expression du gène de cette protéine d'efflux des médicaments.Une autre approche pour augmenter la sélectivité du traitement anticancéreux consiste en une administration loco-régionale d'un agent cytostatique directement au sein de l'organe cible tout en préservant les tissus sains. La perfusion isolée du poumon (ILP) a été conçue pour le traitement loco-régional des cancers affectant les tissus pulmonaires mais les résultats cliniques ont été jusqu'à ce jour décevants. Dans des modèles précliniques chez le rat, il a pu être démontré que l'ILP avec la doxorubicine, un agent cytotoxique, administré seul, permet une exposition élevée au niveau du tissu pulmonaire, et une faible toxicité systémique. Toutefois, cette technique est caractérisée par une importante variabilité de la distribution dans les tissus pulmonaires et une pénétration du médicament au sein de la tumeur comparativement plus faible que dans les tissus sains.La thérapie photodynamique (PDT) est une nouvelle approche pour le traitement des tumeurs superficielles, qui consiste en l'application d'un agent sensibilisateur activé par une lumière laser de longueur d'onde spécifique, qui perturbe l'intégrité physiologique de la barrière endothéliale des vaisseaux alimentant la tumeur et permet d'augmenter localement la pénétration des agents cytostatiques.Nos études ont montré qu'un pré-traitement par PDT permet d'augmenter sélectivement l'absorption de doxorubicine dans les tumeurs lors d'administration i.v. de doxorubicine liposomale dans un modèle de sarcome de poumons de rongeurs.Résumé large publicDepuis une dizaine d'année, le traitement de certains cancers s'est progressivement transformé et les patients qui devaient jusqu'alors subir des chimiothérapies, toxiques et non spécifiques, peuvent maintenant bénéficier de traitements chroniques avec des thérapies ciblées. Avec les deux types d'approches thérapeutiques, on reste cependant confronté à la toxicité et aux effets secondaires du traitement.Le but de cette thèse a été d'étudier chez les patients et dans des modèles précliniques les diverses approches visant à améliorer l'activité et la tolérance des traitements à travers un meilleur ciblage de la thérapie anticancéreuse. Cet effort de recherche nous a conduits à nous intéresser à l'optimisation du traitement par les inhibiteurs de tyrosines kinases (TKIs), une nouvelle génération d'agents anticancéreux ciblés agissant sélectivement sur les cellules tumorales, en particulier chez les patients souffrant de leucémie myéloïde chronique et de tumeurs stromales gastro-intestinales. L'activité clinique ainsi que la toxicité de ces TKIs paraissent dépendre non pas de la dose de médicament administrée, mais de la quantité de médicaments circulant dans le sang auxquelles les tumeurs cancéreuses sont exposées et qui varient beaucoup d'un patient à l'autre. A cet effet, nous avons développé une méthode par chromatographie couplée à la spectrométrie de masse pour mesurer chez les patients les taux de médicaments de la classe des TKIs dans la perspective de piloter le traitement par une approche de suivi thérapeutique (Therapeutic Drug Monitoring, TDM). Le TDM repose sur la mesure de la quantité de médicament dans le sang d'un patient dans le but d'adapter individuellement la posologie la plus appropriée: des quantités insuffisantes de médicament dans le sang peuvent conduire à un échec thérapeutique alors qu'un taux sanguin excessif peut entraîner des manifestations toxiques.Dans une seconde partie préclinique, nous nous sommes concentrés sur l'optimisation de la chimiothérapie loco-régionale dans un modèle de sarcome du poumon chez le rat, afin d'augmenter l'exposition dans la tumeur tout en réduisant la toxicité dans les tissus non affectés.La perfusion isolée du poumon (ILP) permet d'administrer un médicament anticancéreux cytotoxique comme la doxorubicine, sélectivement au niveau le tissu pulmonaire où sont généralement localisées les métastases de sarcome. L'administration par ILP de doxorubicine, toxique pour le coeur, a permis une forte accumulation des médicaments dans le poumon, tout en épargnant le coeur. Il a été malheureusement constaté que la doxorubicine ne pénètre que faiblement dans la tumeur sarcomateuse, témoignant des réponses cliniques décevantes observées avec cette approche en clinique. Nous avons ainsi étudié l'impact sur la pénétration tumorale de l'association d'une chimiothérapie cytotoxique avec la thérapie photodynamique (PDT) qui consiste en l'irradiation spécifique du tissu-cible cancéreux, après l'administration d'un agent photosensibilisateur. Dans ce modèle animal, nous avons observé qu'un traitement par PDT permet effectivement d'augmenter de façon sélective l'accumulation de doxorubicine dans les tumeurs lors d'administration intraveineuse de médicament.

Étude de la fonction de GLUT8 sur un modèle de souris "knock-out"

Résumé GLUT8 est la première des nouvelles isoformes des GLUT récemment identifiés. Il est fortement exprimé dans les testicules et plus faiblement dans les blastocystes, le cerveau, particulièrement au niveau de l'hippocampe, et le coeur. En conditions basales, il est retenu dans un compartiment intracellulaire. Si on l'exprime en surface cellulaire, par la mutation du motif d'internalisation dileucine, il transporte le glucose avec une bonne affinité. Dans le but d'étudier sa fonction au niveau de l'organisme, nous avons créé un modèle de knock out conditionnel, en entourant le dernier exon du gène de GLUT8 par deux sites loxP. En croisant nos souris avec une souche de souris transgénique exprimant la cre-recombinase dans les cellules de la lignée germinale, nous avons généré un modèle de souris portant la délétion totale de GLUT8 de manière constitutionnelle. Les statistiques effectuées sur les premières naissances indiquent qu'une partie des souris knock out ne survit pas, suggérant un rôle de GLUT8 au niveau du développement embryonnaire. Les souris qui ont survécu ne présentent toutefois pas d'anomalies durant la croissance et sont fertiles. Elles ont des taux de glucose et d'insuline sanguins normaux. Au niveau cérébral, la structure de l'hippocampe n'est pas modifiée par la suppression de GLUT8, cependant, les souris GLUT8-/- présentent une prolifération cellulaire augmentée dans le gyrus denté. Cette augmentation de division cellulaire pourrait être la réponse adaptée à une éventuelle augmentation de la mort cellulaire au niveau de l'hippocampe. Elles ne semblent toutefois pas présenter de défauts cognitifs majeurs dans le bassin de Morris en conditions normales. Toutefois, en conditions de jeûne, elles tendent à une meilleure mémorisation à court terme. Les études morphologiques et histologiques au niveau cardiaque n'ont pas révélé de d'hypertrophie au niveau ventriculaire. La stimulation de la contraction à l'isoprotérénol n'a pas mis en évidence de défaut d'adaptation des coeurs GLUT8-/-. Cependant l'analyse fonctionnelle par électrocardiogramme, en conditions basales, a montré une augmentation de la durée de l'onde P, suggérant un défaut dans la dépolarisation des oreillettes. Nos résultats indiquent que GLUT8 ne joue pas un rôle prédominant dans la survie et la fonction basale des souris. Il pourrait jouer un rôle plus important dans des situations stressantes pour l'organisme, comme l'hypoglycémie ou les conditions d'ischémie qui induiraient son expression à la membrane plasmique et stimuleraient le captage du glucose. Abstract GLUT8 was the first of the recently identified isoform of the GLUT family proteins. It is strongly expressed in the testis. It is also found at a lower level in the blastocyst, in heart and in the brain. Under basal conditions, it is retained in the intracellular compartment, but when the internalization motif dileucine is mutated, GLUT8 translocates to the plasma membrane and transports glucose with a relatively high affinity. To study its function in vivo, we created a conditional knock out mouse model. To do so, we targeted the last exon of the GLUT8 gene with two loxP sites. We then crossed these mice with a transgenic model expressing the cre-recombinase in the gem' line to generate a constitutional total knock out mouse. The statistics made on the first breedings showed that some of the knock out mice do not survive, suggesting a role of GLUT8 in the embryonic development. Conversely mice who survive do not show developmental defects and they are fertile with normal glucose and insulin blood levels. In the brain, the general structure of the hippocampus is not modified by the deletion of GLUT8. However, GLUT8-/- mice show an increase in the cell proliferation in the dentate gyms. This cell proliferation could be due to an increase in the cell death in the hippocampus. When tested in the morris water maze, these mice do not show any cognitive defects in the basal conditions, but they have a tendency to learn better in fasted conditions. The morphological and histological studies made at the heart level did not show any cardiac hypertrophy in the ventricles. The stimulation with isoproterenol did not show any adaptation defects in the GLUT8-/- hearts. However, the functional analysis made in basal conditions with the electrocardiogram showed an increase in the P wave length, suggesting a defect in the atrial depolarization in the knock out mice. Overall, our results show that GLUT8 does not play an important role in the basal general functions in the mice, but might play a more important role during whole organism stress. Hypoglycaemia or ischemia, for example could stimulate the GLUT8 translocation to the plasma membrane to increase specifically glucose uptake. Résumé tout public Les différentes cellules de l'organisme possèdent des propriétés particulières, qui leur permettent de maintenir les fonctions de l'organe auquel elles appartiennent. La membrane plasmique qui les délimite sélectionne les substances qui vont pénétrer à l'intérieur de la cellule et permet ainsi de maintenir un environnement interne constant. Le glucose est une source d'énergie importante pour la cellule et doit pouvoir pénétrer à l'intérieur de la cellule. Il utilise pour cela des protéines de transport qui le feront passer de part et d'autre de la membrane. Les protéines de la famille des GLUT (pour GLUcose Transporter) possèdent cette capacité. GLUT8 est un membre de la famille des GLUT identifié récemment. Il possède la capacité de transporter le glucose quand il se présente à la surface de la cellule. Il est principalement exprimé dans les testicules, dans le coeur et le cerveau et durant le développement embryonnaire. Son rôle n'est toutefois pas encore défini. Ce travail consiste à étudier la fonction de GLUT8 au niveau de l'organisme entier. Nous avons créé un modèle de souris dans lesquelles l'expression de GLUT8 a été supprimée pour mettre en évidence son importance dans le maintien de l'intégrité des fonctions du corps. Les observations effectuées sur les souris qui n'expriment plus GLUT8 nous indiquent que leurs cellules prolifèrent plus vite au niveau de l'hippocampe. L'hippocampe est une structure située dans le cerveau qui est impliquée dans les phénomènes d'apprentissage. Les souris qui ont été testées dans des tâches d'apprentissage n'ont malgré cela pas montré une amélioration de la mémorisation. Dans le coeur, la suppression de GLUT8 semble présenter un défaut quand on mesure l'activité électrique du coeur par électrocardiogramme. Toutefois, ils fonctionnent normalement et ne présentent pas de défauts morphologiques en conditions normales. Les expériences effectuées sur les modèles de souris indiquent que GLUT8 ne jouerait pas un rôle prédominant dans le fonctionnement normal du corps. Il pourrait exercer sa fonction dans des situations plus particulières comme l'hypoglycémie, où il permettrait une meilleure capacité à transporter le glucose dans les cellules.

Hexyl-aminolevulinate mediated photodynamic therapy: how to spare normal urothelium. An in vitro approach

Résumé Objectifs : La thérapie photodynamique a pour but la destruction sélective du tissu néoplasique par interaction de lumière, d'oxygène et d'une substance photosensibilisatrice (la Protoporphyrine IX dans notre étude). Malgré une accumulation sélective du photosensibilisateur dans le tissu tumoral, la thérapie photodynamique du carcinome urothélial de la vessie peut endommager les cellules normales de l'épithélium urinaire. La prévention de ces lésions est importante pour la régénération de la muqueuse. Notre étude sur un modèle in vitro d'urothélium porcin étudie l'influence de la concentration du photosensibilisateur, des paramètres d'irradiation et de la production d'intermédiaires réactifs de l'oxygène (ROS) sur les effets photodynamique. Le but était de déterminer les conditions seuil pour épargner l'urothélium sain. Méthode: Dans une chambre de culture transparente à deux compartiments, des muqueuses vésicales de porc maintenues en vie ont été incubées avec une solution d'hexyl-aminolévulinate (HAL), le précurseur de la Protoporphyrine IX. Ces muqueuses ont ensuite été irradiées avec des doses lumineuses croissantes en lumière bleue et en lumière blanche, et les altérations cellulaires ont été évaluées par microscopie électronique à balayage et par un colorant fluorescent, le Sytox green. Nous avons également évalué la production d'intermédiaires réactifs de l'oxygène parla mesure de la fluorescence intracellulaire de Rhodamine 123 (R123), produit de l'oxydation de la Dihydrorhodamine 123 (DHR123) non fluorescente. Ces valeurs ont été corrélées avec celles du photo blanchiment de la PAIX. Résultats : Le taux de mortalité cellulaire était dépendant de la concentration de PAIX. Après 3 heures d'incubation, la valeur seuil de dose lumineuse pour la lumière bleu était de 0.15 et 0.75 J/cm2 (irradiance 30 et 75 mW/cm2, respectivement) et pour la lumière blanche de 0.55 J/cm2 (irradiante 30 mW/cm2). Le taux de photo blanchiment était inversement proportionnel à l'irradiante. Le système de détection des intermédiaires réactifs de l'oxygène DHR123/R123 a démontré une bonne corrélation avec les valeurs seuil pour toutes les conditions d'irradiation utilisées. Conclusions : Nous avons déterminé les doses lumineuses permettant d'épargner 50% des cellules urothéliales saines. L'utilisation d'une faible irradiante associée à des systèmes permettant de mesurer la production d'intermédiaires réactifs de l'oxygène dans les tissus irradiés pourrait améliorer la dosimétrie in vivo et l'efficacité de la thérapie photodynamique. Abstract Background and Objectives: Photodynamic therapy of superficial bladder cancer may cause damages to the normal surrounding bladder wall. Prevention of these is important for bladder healing. We studied the influence of photosensitizes concentration, irradiation parameters and production of reactive oxygen species (ROS) on the photodynamically induced damage in the porcine urothelium in vitro. The aim was to determine the threshold conditions for the cell survival. Methods: Living porcine bladder mucosae were incubated with solution of hexylester of 5-aminolevulinic acid (HAL). The mucosae were irradiated with increasing doses and cell alterations were evaluated by scanning electron microscopy and by Sytox green fluorescence. The urothelial survival score was correlated with Protoporphyrin IX (PpIX) photobleaching and intracellular fluorescence of Rhodamine 123 reflecting the ROS production. Results: The mortality ratio was dependent on PpIX concentration. After 3 hours of incubation, the threshold radiant exposures for blue light were 0.15 and 0.75 J/cm2 (irradiance 30 and 75 mW/cm2, respectively) and for white light 0.55 J/cm2 (irradiance 30 mW/cm2). Photobleaching rate increased with decreasing irradiance. Interestingly, the DHR123/R123 reporter system correlated well with the threshold exposures under all conditions used. Conclusions: we have determined radiant exposures sparing half of normal urothelial cells. We propose that the use of low irradiance combined with systems reporting the ROS production in the irradiated tissue could improve the in vivo dosimetry and optimize the PDT.

Lack of thermogenic response to glucose/insulin infusion in diabetic obese subjects.

The change in energy expenditure consecutive to the infusion of glucose/insulin was examined in 17 non-obese (ten young, seven middle-aged) and 27 diabetic and non-diabetic obese subjects by employing the euglycemic insulin clamp technique in conjunction with continuous indirect calorimetry. The obese subjects were divided into four groups according to their response to a 100-g oral glucose test: group A, normal glucose tolerance; group B, impaired glucose tolerance; group C, diabetes with increased insulin response; group D, diabetes with reduced insulin response. The glucose/insulin infusion provoked an increase in energy expenditure in both young and middle-aged controls (+8.2 +/- 1.3 percent and +5.9 +/- 0.5 percent over the preinfusion baseline respectively), but a lower increase in the non-diabetic obese groups A and B (+4.0 +/- 0.7 percent and +2.0 +/- 1.0 percent over the preinfusion baseline respectively, P less than 0.05 and P less than 0.01 vs young controls). However, in the diabetic obese groups C and D, energy expenditure failed to increase in response to the glucose/insulin infusion (mean change: +0.1 +/- 1.0 percent and -2.0 +/- 1.9 percent (P less than 0.01, vs middle-aged) over the preinfusion baseline respectively). When the glucose-induced thermogenesis (GIT) was related to the glucose uptake--taking into account the hepatic glucose production--the GIT was found to be similarly reduced in the diabetics groups (C and D). The net change in the rate of energy expenditure was found to be significantly correlated with the rate of glucose uptake (r = +0.647, n = 44, P less than 0.001) when all the individuals were pooled. In conclusion, this study shows that the low glucose-induced thermogenesis in obese diabetics during glucose insulin infusion is mainly related to a reduced rate of glucose uptake; in addition, inhibition of gluconeogenesis by the glucose/insulin infusion may also contribute to decrease the thermogenic response.

Heterogeneous metabolic adaptation of C57BL/6J mice to high-fat diet.

C57BL/6J mice were fed a high-fat, carbohydrate-free diet (HFD) for 9 mo. Approximately 50% of the mice became obese and diabetic (ObD), approximately 10% lean and diabetic (LD), approximately 10% lean and nondiabetic (LnD), and approximately 30% displayed intermediate phenotype. All of the HFD mice were insulin resistant. In the fasted state, whole body glucose clearance was reduced in ObD mice, unchanged in the LD mice, and increased in the LnD mice compared with the normal-chow mice. Because fasted ObD mice were hyperinsulinemic and the lean mice slightly insulinopenic, there was no correlation between insulin levels and increased glucose utilization. In vivo, tissue glucose uptake assessed by 2-[(14)C]deoxyglucose accumulation was reduced in most muscles in the ObD mice but increased in the LnD mice compared with the values of the control mice. In the LD mice, the glucose uptake rates were reduced in extensor digitorum longus (EDL) and total hindlimb but increased in soleus, diaphragm, and heart. When assessed in vitro, glucose utilization rates in the absence and presence of insulin were similar in diaphragm, soleus, and EDL muscles isolated from all groups of mice. Thus, in genetically homogenous mice, HFD feeding lead to different metabolic adaptations. Whereas all of the mice became insulin resistant, this was associated, in obese mice, with decreased glucose clearance and hyperinsulinemia and, in lean mice, with increased glucose clearance in the presence of mild insulinopenia. Therefore, increased glucose clearance in lean mice could not be explained by increased insulin level, indicating that other in vivo mechanisms are triggered to control muscle glucose utilization. These adaptive mechanisms could participate in the protection against development of obesity.

Intracortical connectivity of layer VI pyramidal neurons in the somatosensory cortex of normal and barrelless mice.

In mice, barrels in layer IV of the somatosensory cortex correspond to the columnar representations of whisker follicles. In barrelless (BRL) mice, barrels are absent, but functionally, a columnar organization persists. Previously we characterized the aberrant geometry of thalamic projection of BRL mice using axonal reconstructions of individual neurons. Here we proceeded with the analysis of the intracortical projections from layer VI pyramidal neurons, to assess their contribution to the columnar organization. From series of tangential sections we reconstructed the axon collaterals of individual layer VI pyramidal neurons in the C2 barrel column that were labelled with biocytin [controls from normal (NOR) strain, 19 cells; BRL strain, nine cells]. Using six morphological parameters in a cluster analysis, we showed that layer VI neurons in NOR mice are distributed into four clusters distinguished by the radial and tangential extent of their intracortical projections. These clusters correlated with the cortical or subcortical projection of the main axon. In BRL mice, neurons were distributed within the same four clusters, but their projections to the granular and supragranular layers were significantly smaller and their tangential projection was less columnar than in NOR mice. However, in both strains the intracortical projections had a preference for the appropriate barrel column (C2), indicating that layer VI pyramidal cells could participate in the functional columnar organization of the barrel cortex. Correlative light and electron microscopy analyses provided morphometric data on the intracortical synaptic boutons and synapses of layer VI pyramidal neurons and revealed that projections to layer IV preferentially target excitatory dendritic spines and shafts.