Role and regulation of islet-Brain 1 in pancreatic β-cells

Résumé : L'insuline est produite et sécrétée par la cellule ß-pancréatique. Son rôle est de régler le taux de sucre dans le sang. Si ces cellules meurent ou échouent à produire suffisamment de l'insuline, les sujets développent le diabète de type 2 (DT2), une des maladies les plus communes dans les pays développés. L'excès chronique des lipoprotéines LDL oxydés (oxLDL) et/ou des cytokines pro-inflammatoires comme l'interleukine-1ß (IL-1ß) participent au dérèglement et à la mort des cellules ß. Nous avons montré qu'une chute des niveaux d'expression de la protéine nommée «mitogen activated protein kinase 8 interacting protein 1» ou «islet brain 1 (IB 1)» est en partie responsable des effets provoqués par les oxLDL ou IL-1ß. IB1 régule l'expression de l'insuline et la survie cellulaire en inhibant la voie de signalisation « c-jun N-terminal Kinase (JNK)». La réduction des niveaux d'expression d'IB1 provoque l'activation de la voie JNK en réponse aux facteurs environnementaux, et ainsi initie la réduction de l'expression de l'insuline et l'induction du programme de mort cellulaire. Les mimétiques de l'hormone "Glucagon-like peptide 1", tel que l'exendin-4 (ex-4), sont une nouvelle classe d'agents hypoglycémiants utilisés dans le traitement du DT2. Les effets bénéfiques de l'ex-4 sont en partie accomplis en préservant l'expression de l'insuline et la survie des cellules ß contre les stress associés au DT2. La restauration des niveaux d'expression d'IB1 est un des mécanismes par lequel l'ex-4 prodigue son effet sur la cellule. En effet, cette molécule stimule l'activité du promoteur du gène et ainsi compense la réduction du contenu en IB1 causée par le stress. Outre ce rôle anti-apoptotique, dans ce travail de thèse nous avons mis en évidence une autre fonction d'IB1 dans la cellule ß. La réduction de l'activité ou des niveaux d'expression d'IB1 induisent une réduction importante de la sécrétion de l'insuline en réponse au glucose. Le mécanisme par lequel IB1 régule la sécrétion de l'insuline implique à la fois le métabolisme du glucose et éventuellement le transport vésiculaire en contrôlant l'expression de la protéine annexin A2. En résumé, IB 1 est une molécule clé à travers laquelle l'environnement du diabétique pourrait exercer un effet délétère sur la cellule ß. L'amélioration de l'activité d'IB1 et/ou de son expression devrait être considérée dans les approches thérapeutiques futures visant à limiter la perte des cellules ß dans le diabète. Abstract : ß-cells of the pancreatic islets of Langerhans produce and secrete insulin when blood glucose rises. In turn, insulin ensures that plasma glucose concentrations return within a relatively narrow physiological range. If ß-cells die or fail to produce enough insulin, individuals develop one of the most common diseases in Western countries, namely type 2 diabetes (T2D). Chronic excess of oxidized low density lipoproteins (oxLDL) and/or pro-inflammatory cytokines such as interleukin 1-ß (IL-1ß) contribute to decline of ß-cells and thereby are thought to accelerate progression of the disease overtime. We showed that profound reduction in the levels of the mitogen activated protein kinase 8 interacting protein 1 also called islet brain 1 (IB1) causes ß-cell failure accomplished by oxLDL or IL-1 ß. IB1 regulates insulin expression and cell survivals by inhibiting the c-Jun N-terminal Kinase pathway. Diminution in IB 1 levels leads to an increase in activation of the JNK pathway induced by environmental stressors, and thus initiates loss of insulin expression and programmed cell death. The mimetic agents of the glucoincretin glucagon-like peptide 1 such as exendin-4 (ex-4) are new class of hypoglycaemic medicines for treatment of T2D. The beneficial property is in part achieved by preserving insulin expression and ß-cell survival against stressors related to diabetes. Restored levels in IB 1 account for the cytoprotective effect of the ex-4. In fact, the latter molecule .stimulates the promoter activity of the gene and thus compensates loss of IB1 content triggered by stress. Beside of the anti-apoptotic role, an additional leading function for IB 1 in ß-cells was highlighted in this thesis. Impairment in IB1 activity or silencing of the gene in ß-cells revealed a major reduction in insulin secretion elicited by glucose. The mechanisms whereby IB 1 couples glucose to insulin release involve glucose metabolism and potentially, vesicles trafficking by maintaining the levels of annexin A2. IB 1 is therefore a key molecule through which environmental factors related to diabetes may exert harmful effects on ß-cells. Improvement in IB 1 activity and/or expression should be considered as a target for therapeutic purpose.

Hypertension et diabète ADVANCE : une étude de morbidité-mortalité : nouveautés en médecine 2007 [ADVANCE: a morbidity mortality study of diabetes and hypertension]

The ADVANCE study is a morbidity-mortality double-blind trial carried out in normotensive or hypertensive patients with type 2 diabetes. The patients were randomly assigned to receive containing a fixed-combination tablet of an ACE inhibitor (perindopril) with a diuretic (indapamide) (4 mg/l,250 mg, n=5569), or placebo (n=5571), administered if needed on top of other blood pressure lowering agents. Significant reductions in the relative risk of death from cardiovascular disease (18%), total coronary events (14%), and total renal events (21%) were observed. Thus, in patients with type 2 diabetes, a drug regimen based on a fixed-dose combination of perindopril/ indapamide affords major protection against both the macro and microvascular complications. L'étude ADVANCE est un essai clinique de morbidité-mortalité réalisé en double insu chez des malades avec diabète de type 2 normo ou hypertendus. Les malades ont été alloués au hasard pour un suivi moyen de 4,3 ans à un traitement comportant soit une association fixe de l'inhibiteur de l'ECA périndopril et du diurétique indapamide (4 mg/1,250 mg, n = 5569), soit un placebo (n = 5571), ceci en plus si nécessaire d'autres médicaments antihypertenseurs. Des réductions significatives du risque relatif ont été observées sous périndopril/indapamide, en particulier de la mortalité cardiovasculaire (18%), de l'ensemble des événements coronaires (14%) et rénaux (21%). Ainsi chez le malade avec diabète de type 2, un traitement basé sur une association de périndopril et d'indapamide à doses fixes a un effet protecteur majeur contre les complications macro et microvasculaires.

Active smoking and the risk of type 2 diabetes : a systematic review and meta-analysis

Rapport de synthèse : Introduction : plusieurs études observationnelles suggèrent qu'il existe une association entre le tabagisme actif et l'incidence du diabète de type 2. Toutefois de telles études n'ont jamais été synthétisées de façon systématique. Objectif : conduire une revue systématique avec meta-analyse des études évaluant l'association entre le tabagisme actif et l'incidence du diabète de type 2. Méthode : nous avons effectué une recherche dans les bases de donnée électroniques MEDLINE et EMBASE de 1966 à mai 2007, et l'avons complétée par une recherche manuelle des bibliographies des articles clés retenus ainsi que par la recherche d'abstracts de congrès scientifiques et le contact d'experts. Pour être inclues dans notre revue, les études devaient avoir un design de type cohorte, reporter un risque de glycémies jeun élevée, d'intolérance au glucose ou de diabète de type 2 en relation avec le statut tabagique des participants lors du recrutement et devaient exclure les sujets avec un diabète au début de l'étude. Deux auteurs ont sélectionné de façon indépendante les études et ont extrait les données. Les risques relatifs de diabète étaient ensuite compilés, utilisant un modèle de type « random effect ». Résultats : la recherche a aboutit à 25 études de cohorte prospectives (N=1'165'374 participants) et a reporté en tout 45'844 cas de diabète de type 2 pendant une durée de suivi s'étendant sur 5 à 30 années. Sur les 25 études, 24 reportaient un risque augmenté de diabète chez les fumeurs par comparaison aux non fumeurs. Le risque relatif (RR) commun de toutes les études était de 1.44 (intervalle de confiance (IC) à 95% : 1.31-1.58). Le risque de diabète était plus élevé chez les fumeurs de plus de 20 cigarettes par jour (RR : 1.61, IC 95% : 1.43-1.80) en comparaison aux fumeurs ayant une consommation inférieure (RR : 1.29, IC 95% : 1.13-1.48) et le risque était moindre pour les anciens fumeurs (RR :1.23; IC 95% : 1.14-1.33) comparé aux fumeurs actifs. Ces éléments parlent en faveur d'un effet dose-réponse et donc d'une relation de causalité, sans pour autant la prouver. Conclusion : notre étude révèle que le tabagisme actif est associé avec un risque augmenté de 44% de diabète de type 2. Des recherches futures sont nécessaires pour évaluer si cette association est causale et pour clarifier les mécanismes d'action. Dans l'intervalle, les professionnels de santé devraient mentionner l'éviction du diabète comme une raison supplémentaire d'arrêter de fumer ou de ne pas commencer à fumer.

Role of the REST/RE-1 system in beta-cell life, function and differentiation

SUMMARYDiabetes is characterized by insulin deficiency that results from the destruction of insulin-secreting pancreatic beta-cells (Type 1), or in part from beta-cell death and insulin secretion defects (Type 2). Therefore, understanding the mechanisms of beta cell neogenesis (to generate unlimited supply of beta cells for T1D transplantation] or identifying the specific genes that favors insulin secretion or beta-cell survival is of great importance for the management of diabetes. The transcriptional repressor RE-1 Silencing Transcription Factor (REST) restricts the expression of a large number of genes containing its binding element, called Repressor Element-1 (RE-1), to neurons and beta cells. To do so, REST is ubiquitously expressed but in neurons and beta cells. To identify these essential genes and their functional significance in beta cells, we have generated transgenic mice that express REST specifically in beta cells under the control of the rat insulin promoter (RIP-REST mice). This resulted in the repression of the RE-1- containing genes in beta cells, and we analyzed the consequences.We first showed that RIP-REST mice were glucose-intolerant because of a defective insulin secretion. To explain this defect, we identified that a subset of the REST target genes were necessary for insulin exocytosis, such as Snap25, Synaptotagmin (Syt) IX, Complexin II, and Ica512, and we further demonstrated that among the identified REST targets, Syt IV and VII were also involved in insulin release. We next analyzed a novel RIP-REST mouse line that featured diabetes and we showed that this defect was due to a major loss of beta-cell mass. To explain this phenotype, we identified REST target genes that were involved in beta-cell survival, such as Ibl, Irs2, Ica512 and Connexin36, and revealed that another REST target, Cdk5r2 is also involved in beta-cell protection. In a third part, we finally suggest that REST may be important for pancreatic endocrine differentiation, since transgenic mice expressing constitutive REST in pancreatic multipotent progenitors show impaired formation of Ngn3-expressing endocrine- committed precursors, and impaired formation of differentiated endocrine cells. Mapping the pattern of REST expression in wild type animals indicates that it is expressed in multipotent progenitors to become then excluded from endocrine cells. Preliminary results suggest that a downregulation of REST would result in relieved expression of at least the Mytl target, favoring subsequent acquisition of the endocrine competence by endocrine precursor cells.Thus, we propose that the REST/RE-1 system is an important feature for beta-cell neogenesis, function and survivalRESUMELe diabète se caractérise par une déficience en insuline qui résulte d'une destruction des cellules bêta (β) pancréatiques sécrétant l'insuline [Type 1], ou à un défaut de sécrétion d'insuline qui peut être associé à la mort des cellules β (Type 2). La compréhension des mécanismes de néogenèse des cellules β, ainsi que l'identification de gènes impliqués dans leur survie et dans le contrôle de la sécrétion d'insuline est donc importante pour le traitement du diabète. Le facteur de transcription de type répresseur, RE-1 Silencing Transcription Factor [REST], contribue à la spécificité d'expression dans les neurones et les cellules β, d'un grand nombre de gènes portant son motif de fixation, le Repressor Element-1 (RE-1). Pour cela, REST est exprimé dans toutes les cellules, sauf dans les neurones et les cellules β. Afin d'identifier les gènes cibles de REST ainsi que leur fonction au sein de la cellule β, nous avons généré des souris transgéniques qui expriment REST spécifiquement dans ces cellules, sous la dépendance du promoteur de l'insuline (souris RIP-REST]. Cette expression ectopique de REST a permis de diminuer l'expression des gènes contrôlés par REST, et d'en analyser les conséquences. Nous avons montré que les souris RIP-REST étaient intolérantes au glucose et que ceci était du à un défaut de sécrétion d'insuline. Pour expliquer ce phénotype, nous avons mis en évidence le fait que des gènes cibles de REST codent pour des protéines importantes pour l'exocytose de l'insuline, comme SNAP25, Synaptotagmin (Syt) IX, Complexin II ou ICA512. De plus, nous avons découvert deux nouvelles cibles de REST impliquées dans la sécrétion d'insuline, Syt IV et Syt VII. Par la suite, nous avons démontré qu'une nouvelle lignée de souris RIP-REST étaient atteintes d'un diabète sévère à cause d'une perte massive des cellules β. La disparition de ces cellules a été expliquée par l'identification de gènes cibles de REST impliqués dans la survie des cellules β, comme Ibl, Irs2, Ica512 ou la Connexine36. De plus, nous avons découvert qu'une nouvelle cible, Cdk5r2, était aussi impliquée dans la survie des cellules β. Dans une dernière partie, nous suggérons, grâce à l'analyse de nouvelles souris transgéniques exprimant constitutivement REST dans les cellules progénitrices du pancréas embryonnaire, que REST empêche la formation des précurseurs de cellules endocrines ainsi que la différenciation de ces cellules. L'analyse de l'expression de REST au cours du développement embryonnaire du pancréas indique que la diminution de l'expression de REST conduit en partie, à l'induction d'un de ses gènes cible Mytl, qui favorise la formation de précurseurs endocrines. Nous proposons donc que le système REST/RE-1 est important pour la génération, la fonction et la survie des cellules β.

Prevalence, awareness and treatment of type 2 diabetes mellitus in Switzerland : the COLAUS study

Le diabète de type 2 (DT2) a une prévalence élevée dans les pays industrialisés, et on s'attend à une augmentation dans les années à venir en raison du vieillissement de la population ainsi que des modifications du mode de vie. Il existe malheureusement peu de données épidémiologiques sur la prévalence et la prise en charge du diabète en Suisse. Les objectifs de cette étude étaient donc 1) évaluer la prévalence du DT2 dans une cohorte lausannoise ; 2) caractériser la prise en charge des patients atteints de DT2, et 3) identifier les facteurs associés à la prévalence, la connaissance par les patients de leur maladie et le traitement du DT2. Pour ce faire, 6181 sujets (3246 femmes), âgés de 35 à 75 ans et vivant à Lausanne ont été inclus dans l'étude. La prévalence totale du DT2 était de 6.3% (intervalle de confiance à 95%: 5.7-7.0%), une valeur comparable à celle des pays avoisinants. La prévalence était plus élevée chez les hommes que chez les femmes (9.1% contre 3.8%, p<0.001), et augmentait avec l'âge. Deux tiers des patients avec DT2 (65.3% ; 60.4-70.0%) avaient connaissance de leur situation, et plus de trois-quarts d'entre eux étaient traités. Les hommes étaient plus fréquemment traités que les femmes (91.3% contre 75.9%, p<0.001). La plupart des patients suivait une monothérapie (majoritairement par biguanides). Parmi les sujets avec une thérapie multiple, une prévalence plus élevée de glycémie à jeun >7 mmol/1 était présente. L'analyse multivariée a montré que le sexe masculin, l'âge croissant et un indice de masse corporelle élevé étaient associés à une plus grande prévalence du DT2, alors qu'aucune association n'a été trouvée pour l'activité physique et la consommation d'alcool. Parmi les sujets atteints de DT2, l'âge croissant était positivement associé à la connaissance du diabète, de même que l'âge croissant et le sexe masculin étaient associés à une plus grande prévalence du traitement. Le faible taux de connaissance de diabète pourrait être dû à un manque de dépistage par les médecins de premier recours. La présence d'autres facteurs de risque cardiovasculaire devrait inciter les médecins à un dépistage du diabète pour obtenir un meilleur profil de risque. Cette étude a des limitations. D'abord, aucune mesure de l'hémoglobine glyquée n'a été mesurée, et par conséquent la détermination de la prise en charge uniquement par la glycémie à jeun peut être difficile. Ensuite, le taux de participation était bas et pourrait limiter l'interprétation des résultats ; néanmoins, il est comparable à celui d'autres études effectuées dans les pays occidentaux. Il existe peu de données épidémiologiques du DT2 en Suisse, cette étude permet donc d'évaluer la situation actuelle et de déterminer la prévalence et la prise en charge du diabète à Lausanne à travers la cohorte CoLaus. Une telle étude a par conséquent son importance dans le contexte actuel, au vu du vieillissement de la population et de l'augmentation des facteurs de risque cardio-vasculaires.

Evaluation et validation des équations de prédiction du risque de diabète dans la population lausannoise : étude CoLaus

Le diabète de type 2 est une maladie fréquente et en augmentation dans le monde entier. Malheureusement, elle est souvent diagnostiquée à un stade ou des complications sont déjà apparues. Depuis quelques années, des scores ont été développés pour identifier les sujets à risque de développer cette maladie. L'utilisation d'un tel score par le praticien pourrait amener ces patients à des mesures préventives, telles que le changement d'hygiène de vie, ou la prescription d'un traitement médicamenteux. Le but de notre étude est de comparer et de valider différents scores de risques de diabète de type 2 et de déterminer leur capacité à prédire la survenue de cette maladie dans la population de la cohorte CoLaus. Les premiers résultats, en étude transversale, ont tout d'abord montré de grandes différences quant à la population à risque d'un score à l'autre. En effet, le nombre de personnes à traiter varie considérablement selon la méthode utilisée. Ces différents scores ont donc nécessité une validation prospective. Ces résultats ont fait l'objet d'une publication (Schmid et col, Diabetes Care. 2011 Aug;34(8):1863-8). Au moyen des données du suivi à 5 ans, il est sorti qu'un score de risque utilisant des variables biologiques et cliniques, ainsi qu'un score utilisant des variables uniquement cliniques, obtenaient de très bon résultats quant à la prédiction du diabète de type 2. En effet, un des scores testés donne une valeur prédictive positive d'environ 20% à 5 ans, ce qui signifie qu'un patient « détecté » sur 5 pourrait bénéficier d'une intervention précoce. Toutefois, ces résultats concernent la population lausannoise et ne sont donc pas forcément applicables à l'ensemble de la population suisse. De plus, de plus amples études sont nécessaires évaluer l'efficacité d'un tel score dans la prévention du diabète en Suisse. Ces résultats ont fait l'objet d'une seconde publication (Schmid et col, Arch Intern Med. 2012 Jan 23;172(2):188-9). Dans un troisième volet de l'étude, l'impact de marqueurs génétiques a été évalué dans un sous- groupe de la population CoLaus. Les résultats n'ont toutefois montré qu'une très faible amélioration de la prédiction du risque en utilisant ces marqueurs. Ceci devrait nous encourager à intensifier les efforts de prévention sur le style de vie pour toute la population, plutôt qu'une approche ciblée sur les personnes génétiquement prédisposées. Ces résultats ont fait l'objet d'une troisième publication (Schmid et col, J Clin Endocrinol Metab. 2012 Apr 24. [Epub ahead of print]). La même démarche méthodologique a été utilisée pour évaluer l'importance pronostique de plusieurs marqueurs inflammatoires (interleukines 1 et 6, Τ Ν F-, protéine C-réactive) hépatiques (GT) ou adipocytaires (leptine et adiponectine) dans la survenue du diabète. Ces résultats sont actuellement soumis au Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism).

Molecular cloning of a novel human I-mfa domain-containing protein that differently regulates human T-cell leukemia virus type I and HIV-1 expression.

Regulation of viral genome expression is the result of complex cooperation between viral proteins and host cell factors. We report here the characterization of a novel cellular factor sharing homology with the specific cysteine-rich C-terminal domain of the basic helix-loop-helix repressor protein I-mfa. The synthesis of this new factor, called HIC for Human I-mfa domain-Containing protein, is controlled at the translational level by two different codons, an ATG and an upstream non-ATG translational initiator, allowing the production of two protein isoforms, p32 and p40, respectively. We show that the HIC protein isoforms present different subcellular localizations, p32 being mainly distributed throughout the cytoplasm, whereas p40 is targeted to the nucleolus. Moreover, in trying to understand the function of HIC, we have found that both isoforms stimulate in T-cells the expression of a luciferase reporter gene driven by the human T-cell leukemia virus type I-long terminal repeat in the presence of the viral transactivator Tax. We demonstrate by mutagenesis that the I-mfa-like domain of HIC is involved in this regulation. Finally, we also show that HIC is able to down-regulate the luciferase expression from the human immunodeficiency virus type 1-long terminal repeat induced by the viral transactivator Tat. From these results, we propose that HIC and I-mfa represent two members of a new family of proteins regulating gene expression and characterized by a particular cysteine-rich C-terminal domain.

A role for the transcriptional repressor ICER in the molecular pathogenesis of type 2 diabetes

AbstractType 2 diabetes (T2D) is a metabolic disease which affects more than 200 millions people worldwide. The progression of this affection reaches nowadays epidemic proportions, owing to the constant augmentation in the frequency of overweight, obesity and sedentary. The pathogenesis of T2D is characterized by reduction in the action of insulin on its target tissues - an alteration referred as insulin resistance - and pancreatic β-cell dysfunction. This latter deterioration is defined by impairment in insulin biosynthesis and secretion, and a loss of β-cell mass by apoptosis. Environmental factors related to T2D, such as chronic elevation in glucose and free fatty acids levels, inflammatory cytokines and pro-atherogenic oxidized low- density lipoproteins (LDL), contribute to the loss of pancreatic β-cell function.In this study, we have demonstrated that the transcription factor Inducible Cyclic AMP Early Repressor (ICER) participates to the progression of both β-cell dysfunction and insulin resistance. The expression of this factor is driven by an alternative promoter and ICER protein represents therefore a truncated product of the Cyclic AMP Response Element Modulator (CREM) family which lacks transactivation domain. Consequently, the transcription factor ICER acts as a passive repressor which reduces expression of genes controlled by the cyclic AMP and Cyclic AMP Response Element Binding protein (CREB) pathway.In insulin-secreting cells, the accumulation of reactive oxygen species caused by environmental factors and notably oxidized LDL - a process known as oxidative stress - induces the transcription factor ICER. This transcriptional repressor hampers the secretory capacity of β-cells by silencing key genes of the exocytotic machinery. In addition, the factor ICER reduces the expression of the scaffold protein Islet Brain 1 (IB 1 ), thereby favouring the activation of the c-Jun N-terminal Kinase (JNK) pathway. This triggering alters in turn insulin biosynthesis and survival capacities of pancreatic β-cells.In the adipose tissue of mice and human subjects suffering from obesity, the transcription factor ICER contributes to the alteration in insulin action. The loss in ICER protein in these tissues induces a constant activation of the CREB pathway and the subsequent expression of the Activating Transcription Factor 3 (ATF3). In turn, this repressor reduces the transcript levels of the glucose transporter GLUT4 and the insulin-sensitizer peptide adiponectin, thereby contributing to the diminution in insulin action.In conclusion, these data shed light on the important role of the transcriptional repressor ICER in the pathogenesis of T2D, which contributes to both alteration in β-cell function and aggravation of insulin resistance. Consequently, a better understanding of the molecular mechanisms responsible for the alterations in ICER levels is required and could lead to develop new therapeutic strategies for the treatment of T2D.RésuméLe diabète de type 2 (DT2) est une maladie métabolique qui affecte plus de 200 millions de personnes dans le monde. La progression de cette affection atteint aujourd'hui des proportions épidémiques imputables à l'augmentation rapide dans les fréquences du surpoids, de l'obésité et de la sédentarité. La pathogenèse du DT2 se caractérise par une diminution de l'action de l'insuline sur ses tissus cibles - un processus nommé insulino-résistance - ainsi qu'une dysfonction des cellules β pancréatiques sécrétrices d'insuline. Cette dernière détérioration se définit par une réduction de la capacité de synthèse et de sécrétion de l'insuline et mène finalement à une perte de la masse de cellules β par apoptose. Des facteurs environnementaux fréquemment associés au DT2, tels l'élévation chronique des taux plasmatiques de glucose et d'acides gras libres, les cytokines pro-inflammatoires et les lipoprotéines de faible densité (LDL) oxydées, contribuent à la perte de fonction des cellules β pancréatiques.Dans cette étude, nous avons démontré que le facteur de transcription « Inducible Cyclic AMP Early Repressor » (ICER) participe à la progression de la dysfonction des cellules β pancréatiques et au développement de Pinsulino-résistance. Son expression étant gouvernée par un promoteur alternatif, la protéine d'ICER représente un produit tronqué de la famille des «Cyclic AMP Response Element Modulator » (CREM), sans domaine de transactivation. Par conséquent, le facteur ICER agit comme un répresseur passif qui réduit l'expression des gènes contrôlés par la voie de l'AMP cyclique et des « Cyclic AMP Response Element Binding protein » (CREB).Dans les cellules sécrétrices d'insuline, l'accumulation de radicaux d'oxygène libres, soutenue par les facteurs environnementaux et notamment les LDL oxydées - un processus appelé stress oxydatif- induit de manière ininterrompue le facteur de transcription ICER. Ainsi activé, ce répresseur transcriptionnel altère la capacité sécrétoire des cellules β en bloquant l'expression de gènes clés de la machinerie d'exocytose. En outre, le facteur ICER favorise l'activation de la cascade de signalisation « c-Jun N- terminal Kinase » (JNK) en réduisant l'expression de la protéine « Islet Brain 1 » (IB1), altérant ainsi les fonctions de biosynthèse de l'insuline et de survie des cellules β pancréatiques.Dans le tissu adipeux des souris et des sujets humains souffrant d'obésité, le facteur de transcription ICER contribue à l'altération de la réponse à l'insuline. La disparition de la protéine ICER dans ces tissus entraîne une activation persistante de la voie de signalisation des CREB et une induction du facteur de transcription « Activating Transcription Factor 3 » (ATF3). A son tour, le répresseur ATF3 inhibe l'expression du transporteur de glucose GLUT4 et du peptide adipocytaire insulino-sensibilisateur adiponectine, contribuant ainsi à la diminution de l'action de l'insuline en conditions d'obésité.En conclusion, à la lumière de ces résultats, le répresseur transcriptionnel ICER apparaît comme un facteur important dans la pathogenèse du DT2, en participant à la perte de fonction des cellules β pancréatiques et à l'aggravation de l'insulino-résistance. Par conséquent, l'étude des mécanismes moléculaires responsables de l'altération des niveaux du facteur ICER pourrait permettre le développement de nouvelles stratégies de traitement du DT2.Résumé didactiqueL'énergie nécessaire au bon fonctionnement de l'organisme est fournie par l'alimentation, notamment sous forme de sucres (glucides). Ceux-ci sont dégradés en glucose, lequel sera distribué aux différents organes par la circulation sanguine. Après un repas, le niveau de glucose sanguin, nommé glycémie, s'élève et favorise la sécrétion d'une hormone appelée insuline par les cellules β du pancréas. L'insuline permet, à son tour, aux organes, tels le foie, les muscles et le tissu adipeux de capter et d'utiliser le glucose ; la glycémie retrouve ainsi son niveau basai.Le diabète de type 2 (DT2) est une maladie métabolique qui affecte plus de 200 millions de personnes dans le monde. Le développement de cette affection est causée par deux processus pathologiques. D'une part, les quantités d'insuline secrétée par les cellules β pancréatiques, ainsi que la survie de ces cellules sont réduites, un phénomène connu sous le nom de dysfonction des cellules β. D'autre part, la sensibilité des tissus à l'insuline se trouve diminuée. Cette dernière altération, l'insulino-résistance, empêche le transport et l'utilisation du glucose par les tissus et mène à une accumulation de ce sucre dans le sang. Cette stagnation de glucose dans le compartiment sanguin est appelée hyperglycémie et favorise l'apparition des complications secondaires du diabète, telles que les maladies cardiovasculaires, l'insuffisance rénale, la cécité et la perte de sensibilité des extrémités.Dans cette étude, nous avons démontré que le facteur ICER qui contrôle spécifiquement l'expression de certains gènes, contribue non seulement à la dysfonction des cellules β, mais aussi au développement de l'insulino-résistance. En effet, dans les cellules β pancréatiques en conditions diabétiques, l'activation du facteur ICER altère la capacité de synthèse et de sécrétion d'insuline et réduit la survie ces cellules.Dans le tissu adipeux des souris et des sujets humains souffrant d'obésité, le facteur ICER contribue à la perte de sensibilité à l'insuline. La disparition d'ICER altère l'expression de la protéine qui capte le glucose, le transoprteur GLUT4, et l'hormone adipocytaire favorisant la sensibilité à l'insuline, nommée adiponectine. Ainsi, la perte d'ICER participe à la réduction de la captation de glucose par le tissue adipeux et au développement de l'insulino-résistance au cours de l'obésité.En conclusion, à la lumière de ces résultats, le facteur ICER apparaît comme un contributeur important à la progression du DT2, en soutenant la dysfonction des cellules β pancréatiques et l'aggravation de l'insulino-résistance. Par conséquent, l'étude des mécanismes responsables de la dérégulation du facteur ICER pourrait permettre le développement de nouvelles stratégies de traitement du DT2.

Gene transfer of a soluble IL-1 type 2 receptor-Ig fusion protein improves cardiac allograft survival in rats.

OBJECTIVE: Interleukin-1 (IL-1) mediates ischemia-reperfusion injury and graft inflammation after heart transplantation. IL-1 affects target cells through two distinct types of transmembrane receptors, type-1 receptor (IL-1R1), which transduces the signal, and the non-signaling type-2 receptor (IL-1R2), which acts as a ligand sink that subtracts IL-1beta from IL-1R1. We analyzed the efficacy of adenovirus (Ad)-mediated gene transfer of a soluble IL-1R2-Ig fusion protein in delaying cardiac allograft rejection and the mechanisms underlying the protective effect. METHODS: IL-1 inhibition by IL-1R2-Ig was tested using an in vitro functional assay whereby endothelial cells preincubated with AdIL-1R2-Ig or control virus were stimulated with recombinant IL-1beta or tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha), and urokinase-type plasminogen activator (u-PA) induction was measured by zymography. AdIL-1R2-Ig was delivered to F344 rat donor hearts ex vivo, which were placed in the abdominal position in LEW hosts. Intragraft inflammatory cell infiltrates and proinflammatory cytokine expression were analyzed by immunohistochemistry and real-time reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR), respectively. RESULTS: IL-1R2-Ig specifically inhibited IL-1beta-induced u-PA responses in vitro. IL-1R2-Ig gene transfer reduced intragraft monocytes/macrophages and CD4(+) cell infiltrates (p<0.05), TNF-alpha and transforming growth factor-beta (TGF-beta) expression (p<0.05), and prolonged graft survival (15.6+/-5.7 vs 10.3+/-2.5 days with control vector and 10.1+/-2.1 days with buffer alone; p<0.01). AdIL-1R2-Ig combined with a subtherapeutic regimen of cyclosporin A (CsA) was superior to CsA alone (19.4+/-3.0 vs 15.9+/-1.8 days; p<0.05). CONCLUSIONS: Soluble IL-1 type-2 receptor gene transfer attenuates cardiac allograft rejection in a rat model. IL-1 inhibition may be useful as an adjuvant therapy in heart transplantation.

Smoking cessation and the incidence of pre-diabetes and type 2 diabetes : a cohort study

Le tabagisme est associé à un risque augmenté de développer un diabète de type 2. Arrêter de fumer devrait donc diminuer le risqué de diabète. Seulement, les études concernant le risque métabolique à l'arrêt du tabac sont discordantes. Par ailleurs, les effets métaboliques du tabac et de l'arrêt du tabac diffèrent probablement selon le sexe, avec notamment un effet différent du tabac sur la santé des femmes, et une prise pondérale plus importante à l'arrêt que chez les hommes. Notre étude vise à évaluer le risque métabolique à l'arrêt du tabac, chez les femmes et les homes séparément. Nous avons utilisé les données de l'étude de cohorte prospective CoLaus, qui évalue différents facteurs de risque cardiovasculaire chez des sujets choisis de manière aléatoire, dans la population Lausannoise entre 35 et 75 ans, suivis sur 5.5 ans en moyenne. Parmi ceux avec une glycémie à jeun normale au départ, nous avons divisé les participants en quatre groupes selon leur statut tabagique : non fumeurs, personnes ayant arrêté de fumer depuis plus de 5 ans, celles ayant arrêté depuis moins de 5 ans, et fumeurs actifs. Nous avons mesuré les incidences de glycémie à jeun altérée (5.6-6.99 mmol/l) et de diabète (glycémie à jeun ≥ 7 mmol/l et/ou traitement pour le diabète) durant le période de suivi, stratifiées par sexe. Puis le risque d'incidence de glycémie altérée et de diabète a été calculé avec trois niveaux d'ajustement pour les facteurs confondants pour un risque métabolique. Nous avons inclus 3166 participants, dont 63% de femmes. Au total, 26.3% étaient fumeurs, 6.5% ex-fumeurs depuis moins de 5 ans et 23.5% ex-fumeurs depuis plus de 5 ans. Durant le suivi, 1311 (41.4%) personnes ont développé une glycémie à jeun altérée (33.6% des femmes, 54.7% des homes), et 47 (1.5%) ont développé un diabète (1.1% des femmes, 2.1% des hommes). Les personnes ayant arrêté de fumer n'avait pas de risque significativement plus élevé de développer une glycémie à jeun altérée ou un diabète que les fumeurs, après ajustement pour l'âge, l'éducation, l'hypercholestérolémie, la prise d'alcool, l'activité physique, la prise de poids, le BMI initial et le BMI d'arrivée dans les différents modèles d'ajustement. L'analyse de l'interaction du sexe avec ces résultats est également négative. Les analyses de sensibilité ont montré que l'exclusion des personnes ayant changé de statut tabagique durant le suivi ne changeait pas ces résultats. Nous avons refait les analyses en incluant les participants ayant une glycémie altérée au début du suivi, mais le risque d'incidence de diabète n'est pas plus élevé chez les ex-fumeurs que chez les fumeurs non plus dans cette population. Sur demande d'un reviewer, nous avons également refait les analyses avec la glycémie en continue (valeurs de base et valeurs à 5.5 ans), et la glycémie moyenne n'était pas différente par groupe de tabagisme. En conclusion, dans cette population européenne d'âge moyen, avec une prévalence basse d'obésité et une prise de poids modérée durant le suivi, nous n'avons pas trouvé de risque significativement plus élevé de développer un diabète en arrêtant de fumer, et ce pour les deux sexes. L'arrêt du tabac doit donc être encouragé chez toutes les fumeuses et tous les fumeurs.

Pathogenèse du cancer de l'endomètre de type I : de l'hyperplasie au cancer [Pathogenesis of type I endometrial carcinoma: From hyperplasia to cancer]

Les carcinomes de l'endomètre sont classés en deux types cliniques (types I et II), cinq types histologiques et quatre types moléculaires. Le type I correspond à l'adénocarcinome endométrioïde de grade 1 ou 2, précédé par des lésions d'hyperplasie atypique. Ce cancer est souvent révélé à un stade précoce par des saignements vaginaux postménopausiques et son pronostic est globalement favorable. Les facteurs de risque à l'origine de la majorité des cas (indice de masse corporelle [IMC] élevé, diabète de type II, traitement hormonal substitutif, tamoxifène) agissent par le biais d'une hyperestrogénie non contrecarrée par la progestérone. Moins de 5 % des cas surviennent dans le contexte d'un syndrome de Lynch (anomalie germinale d'un gène de réparation de l'ADN, à transmission autosomique dominante) chez des femmes plus jeunes dont l'IMC est typiquement bas. Les cancers de l'endomètre de type II (carcinomes séreux, à cellules claires, indifférenciés), plus rares, sont des tumeurs agressives diagnostiquées typiquement chez des femmes plus âgées et à un stade plus avancé, de pronostic défavorable.

Renal response to the angiotensin II receptor subtype 1 antagonist irbesartan versus enalapril in hypertensive patients.

OBJECTIVE: To compare the acute and sustained renal hemodynamic effects on hypertensive patients of 100 mg irbesartan and 20 mg enalapril each once daily. PATIENTS: Twenty patients (aged 35-70 years) with uncomplicated, mild-to-moderate essential hypertension and normal serum creatinine levels completed this study. STUDY DESIGN: After random allocation to treatment (n=10 per group), administration schedule (morning or evening) was determined by further random allocation, with crossover of schedules after 6 weeks' therapy. Treatment and administration assignments were double-blind. Twenty-four-hour ambulatory blood pressure was monitored before and after 6 and 12 weeks of therapy. Renal hemodynamics were determined on the first day of drug administration and 12 and 24 h after the last dose during chronic treatment. RESULTS: Administration of each antihypertensive agent induced a renal vasodilatation with no significant change in glomerular filtration rate. However, the time course appeared to differ: irbesartan had no significant acute effect 4 h after the first dose, but during chronic administration a renal vasodilatory response was found 12 and 24 h after the dose; enalapril was effective acutely and 12 h after administration, but no residual effect was found 24 h after the dose. Both antihypertensive agents lowered mean ambulatory blood pressure effectively, with no significant difference between treatments or between administration schedules (morning versus evening). CONCLUSIONS: Irbesartan and enalapril have comparable effects on blood pressure and renal hemodynamics in hypertensive patients with normal renal functioning. However, the time profiles of the renal effects appear to differ, which might be important for long-term renoprotective effects.

Role of the c-Jun N-terminal Kinase signaling in pancreatic β-cells

L'insuline est une hormone qui diminue la concentration de sucre dans le sang et qui est produite par la cellule β du pancréas. Un défaut de production de cette hormone est une des causes principales du diabète. Cette perte de production d'insuline est la conséquence à la fois, de la réduction du nombre de cellules β et du mauvais fonctionnement des cellules β restantes. L'inflammation, en activant la voie de signalisation «c-Jun N-terminal Kinase» (JNK) contribue au déclin de ces cellules. Cette voie de signalisation est activée par des protéines telles que des kinases qui reçoivent le signal de stress. Dans ce travail de thèse nous nous sommes intéressés à étudier le rôle de «Dual leucine zipper bearing kinase» (DLK) comme protéine capable de relayer le stress inflammatoire vers l'activation de la voie JNK dans les cellules β-pancréatiques. Nous montrons que DLK est présente dans les cellules β-pancréatiques et qu'elle agit effectivement comme un activateur de la voie de signalisation de JNK. En outre, DLK joue un rôle clé dans le contrôle de l'expression de l'insuline, de la sécrétion de l'insuline en réponse au glucose et au maintien de la survie des cellules β. Si l'expression de cette protéine diminue, la cellule produit moins d'insuline et sera plus sensible à la mort en réponse au stress inflammatoire. A l'inverse si l'expression de DLK est augmentée, la cellule β produit et secrète plus d'insuline. Des variations de l'expression de DLK sont par ailleurs, associées à l'état de santé de la cellule β. Chez la ratte en gestation ou la souris obèse, dans lesquelles la cellule β produit plus d'insuline, l'expression de DLK est augmentée. En revanche dans les cellules β des patients diabétiques, l'expression de DLK est diminuée par rapport aux cellules non malades. En résumé, DLK est nécessaire pour le bon fonctionnement de la cellule β-pancréatique et son expression corrèle avec le degré de santé des cellules, faisant que cette protéine pourrait être une cible thérapeutique potentiel. Les cellules β-pancréatiques ont la capacité de réguler la sécrétion d'insuline en s'adaptant précisément au stimulus et à la glycémie. La fonction de la cellule β est cruciale dans l'homéostasie du glucose puisque sa dysfonction et sa mort mènent au développement des diabètes de type 1 et 2. De nombreuses études suggèrent que l'inflammation pourrait avoir un rôle dans la dysfonction et la destruction de ces cellules dans le diabète de type 2. L'excès chronique de cytokines proinflammatoires accélère le dysfonctionnement de la cellule β pancréatique par un mécanisme qui implique la voie de signalisation «c-Jun N-terminal Kinase» (JNK). L'activation de cette voie est organisée par des protéines d'échafaudages. Elle se fait par trois étapes successives de phosphorylation impliquant une «Mitogen Activated Protein Kinase Kinase Kinase» (MAP3K), une MAP2K et JNK. Dans ce travail de thèse nous montrons l'expression abondante et spécifique de la MAP3K «Dual Leucine Zipper Bearing Kinase» (DLK) dans les cellules β pancréatiques. Cela est la conséquence de l'absence du répresseur transcriptionnel «Repressor Element 1 Silencing Transcription». Nous montrons également que DLK régule l'activation de JNK et qu'il s'avère nécessaire pour la fonction et la survie de la cellule β pancréatique par un mécanisme impliquant le facteur de transcription PDX-1. L'invalidation de l'expression de DLK diminue l'expression de l'insuline et potentialise l'apoptose induite par des cytokines proinflammatoires. A l'inverse, la surexpression de DLK augmente l'expression et la sécrétion d'insuline induites par le glucose. Par conséquent des niveaux d'expression appropriés de DLK sont déterminants pour la fonction et la survie de la cellule β pancréatique. L'obésité et la grossesse sont caractérisées par une hyperinsulinémie qui résulte d'une augmentation de la production et de la sécrétion de l'insuline. L'expression de DLK est augmentée dans des îlots de rattes gestantes et des souris obèses comparés à leurs contrôles respectifs. A l'inverse, dans des sujets diabétiques, l'expression de DLK est diminuée. Ensemble ces résultats montrent l'importance de DLK dans l'adaptation des îlots par un mécanisme qui pourrait impliquer la voie de signalisation de JNK. Des défauts dans cette voie régulée par DLK pourraient contribuer au dysfonctionnement et la mort de la cellule β pancréatique et par conséquent au développement du diabète. L'étude détaillée du mécanisme par lequel DLK active la voie de signalisation JNK et régule la fonction de la cellule β pancréatique pourrait ouvrir la voie des nouvelles thérapies ciblant l'amélioration de la fonction de la cellule β dans le diabète. - Pancreatic β-cells are evidently plastic in their ability to regulate insulin secretion. The quantity of insulin released by these cells varies according to the stimulus, and the prevailing glucose concentration, β-cell function is pivotal in glucose homeostasis, as their dysfunction, and death can lead to development of type 1 and type 2 diabetes. There are numerous reports so far underlying the role of inflammation in dysfunction, and destruction of β-cells, in both type 1 and type 2 diabetes. Chronic excess of pro¬inflammatory cytokines promotes a β-cell decline, via induction of the c-Jun N-terminal Kinase (JNK) pathway. The activation of the JNK pathway is organized by a scaffold protein-mediated module in which, a three-step phosphorylation cascade occurs. The latter includes, Mitogen activated protein kinase kinase kinase (MAP3K), MAP2K and JNK. In this thesis, we unveil that the MAP3K Dual Leucine Zipper Bearing Kinase (DLK) is selectively, and highly expressed in pancreatic β-cells, as the result from the absence of the transcriptional repressor named, Repressor Element 1 Silencing Transcription (REST). We show that DLK regulates activation of JNK, and is required for β-cell function and survival by modulating the PDX-1 transcription factor. Silencing of DLK expression diminishes insulin expression, and potentiated cytokine-mediated apoptosis. Conversely, overexpression of DLK increased insulin expression, and glucose-induced insulin secretion. Therefore, an appropriate level of DLK is critical for β-cell function and survival. Obesity and pregnancy are characterized by hyperinsulinemia resulting from an increased production and secretion of insulin. In isolated islets of pregnant rats, and obese mice, the expression of DLK was elevated when compared to their respective controls. However, decreased expression of DLK was observed in islets of individuals with diabetes. Taken together, we highlight the importance of DLK in islet adaptation, and describe a mechanism that may involve the JNK signaling. Deficiency in the JNK pathway regulated by DLK may contribute to β-cell failure and death, and thereby development of diabetes. Unraveling the mechanism whereby DLK activates the JNK pathway, and β-cell function, may pave the way for the design of novel therapies, aiming to improve β-cell function and survival in diabetes in general.

Transcriptional profiling of CD4 T cells identifies distinct subgroups of HIV-1 elite controllers.

Human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) elite controllers maintain undetectable levels of viral replication in the absence of antiretroviral therapy (ART), but their underlying immunological and virological characteristics may vary. Here, we used a whole-genome transcriptional profiling approach to characterize gene expression signatures of CD4 T cells from an unselected cohort of elite controllers. The transcriptional profiles for the majority of elite controllers were similar to those of ART-treated patients but different from those of HIV-1-negative persons. Yet, a smaller proportion of elite controllers showed an alternative gene expression pattern that was indistinguishable from that of HIV-1-negative persons but different from that of highly active antiretroviral therapy (HAART)-treated individuals. Elite controllers with the latter gene expression signature had significantly higher CD4 T cell counts and lower levels of HIV-1-specific CD8(+) T cell responses but did not significantly differ from other elite controllers in terms of HLA class I alleles, HIV-1 viral loads determined by ultrasensitive single-copy PCR assays, or chemokine receptor polymorphisms. Thus, these data identify a specific subgroup of elite controllers whose immunological and gene expression characteristics approximate those of HIV-1-negative persons.

Improved virological outcome in White patients infected with HIV-1 non-B subtypes compared to subtype B.

BACKGROUND: Antiretroviral compounds have been predominantly studied in human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) subtype B, but only ~10% of infections worldwide are caused by this subtype. The analysis of the impact of different HIV subtypes on treatment outcome is important. METHODS: The effect of HIV-1 subtype B and non-B on the time to virological failure while taking combination antiretroviral therapy (cART) was analyzed. Other studies that have addressed this question were limited by the strong correlation between subtype and ethnicity. Our analysis was restricted to white patients from the Swiss HIV Cohort Study who started cART between 1996 and 2009. Cox regression models were performed; adjusted for age, sex, transmission category, first cART, baseline CD4 cell counts, and HIV RNA levels; and stratified for previous mono/dual nucleoside reverse-transcriptase inhibitor treatment. RESULTS: Included in our study were 4729 patients infected with subtype B and 539 with non-B subtypes. The most prevalent non-B subtypes were CRF02_AG (23.8%), A (23.4%), C (12.8%), and CRF01_AE (12.6%). The incidence of virological failure was higher in patients with subtype B (4.3 failures/100 person-years; 95% confidence interval [CI], 4.0-4.5]) compared with non-B (1.8 failures/100 person-years; 95% CI, 1.4-2.4). Cox regression models confirmed that patients infected with non-B subtypes had a lower risk of virological failure than those infected with subtype B (univariable hazard ratio [HR], 0.39 [95% CI, .30-.52; P < .001]; multivariable HR, 0.68 [95% CI, .51-.91; P = .009]). In particular, subtypes A and CRF02_AG revealed improved outcomes (multivariable HR, 0.54 [95% CI, .29-.98] and 0.39 [95% CI, .19-.79], respectively). CONCLUSIONS: Improved virological outcomes among patients infected with non-B subtypes invalidate concerns that these individuals are at a disadvantage because drugs have been designed primarily for subtype B infections.