Regulatory RNA binding molecules : implication for diabetes pathogenesis

Le glucose est notre principale source d'énergie. Après un repas, le taux de glucose dans le sang (glycémie) augmente, ce qui entraine la sécrétion d'insuline. L'insuline est une hormone synthétisée au niveau du pancréas par des cellules dites bêta. Elle agit sur différents organes tels que les muscles, le foie ou le tissu adipeux, induisant ainsi le stockage du glucose en vue d'une utilisation future.¦Le diabète est une maladie caractérisée par un taux élevé de glucose dans le sang (hyperglycémie), résultant d'une incapacité de notre corps à utiliser ou à produire suffisamment d'insuline. A long terme, cette hyperglycémie entraîne une détérioration du système cardio-vasculaire ainsi que de nombreuses complications. On distingue principalement deux type de diabète : le diabète de type 1 et le diabète de type 2, le plus fréquent (environ 90% des cas). Bien que ces deux maladies diffèrent sur beaucoup de points, elles partagent quelques similitudes. D'une part, on décèle une diminution de la quantité de cellules bêta. Cette diminution est cependant partielle dans le cas d'un diabète de type 2, et totale dans celui d'un diabète de type 1. D'autre part, la présence dans la circulation de médiateurs de l'inflammation nommés cytokines est décelée aussi bien chez les patients de type 1 que de type 2. Les cytokines sont sécrétées lors d'une inflammation. Elles servent de moyen de communication entre les différents acteurs de l'inflammation et ont pour certaines un effet néfaste sur la survie des cellules bêta.¦L'objectif principal de ma thèse a été d'étudier en détail l'effet de petites molécules régulatrices de l'expression génique, appelées microARNs. Basé sur le fait que de nombreuses publications ont démontré que les microARNs étaient impliqués dans différentes maladies telles que le cancer, j'ai émis l'hypothèse qu'ils pouvaient également jouer un rôle important dans le développement du diabète.¦Nous avons commencé par mettre des cellules bêta en culture en présence de cytokines, imitant ainsi un environnement inflammatoire. Nous avons pu de ce fait identifier les microARNs dont les niveaux d'expression étaient modifiés. A l'aide de méthodes biochimiques, nous avons ensuite observé que la modulation de certains microARNs par les cytokines avaient des effets néfastes sur la cellule bêta : sur sa production et sa sécrétion d'insuline, ainsi que sur sa mort (apoptose). Nous avons en conséquence pu démontrer que ces petites molécules avaient un rôle important à jouer dans le dysfonctionnement des cellules bêta induit par les cytokines, aboutissant au développement du diabète.¦-¦La cellule bêta pancréatique est une cellule endocrine présente dans les îlots de Langerhans, dans le pancréas. L'insuline, une hormone sécrétée par ces cellules, joue un rôle essentiel dans la régulation de la glycémie. Le diabète se développe si le taux d'insuline relâché par les cellules bêta n'est pas suffisant pour couvrir les besoins métaboliques corporels. Le diabète de type 1, qui représente environ 5 à 10% des cas, est une maladie auto-immune qui se caractérise par une réaction inflammatoire déclenchée par notre système immunitaire envers les cellules bêta. La conséquence de cette attaque est une disparition progressive des cellules bêta. Le diabète de type 2 est, quant à lui, largement plus répandu puisqu'il représente environ 90% des cas. Des facteurs à la fois génétiques et environnementaux sont responsables d'une diminution de la sensibilité des tissus métabolisant l'insuline, ainsi que d'une réduction de la sécrétion de l'insuline par les cellules bêta, ce qui a pour conséquence le développement de la maladie. Malgré les différences entre ces deux types de diabète, ils ont pour points communs la présence d'infiltrat immunitaire et la diminution de l'état fonctionnel des cellules bêta.¦Une meilleure compréhension des mécanismes aboutissant à l'altération de la cellule bêta est primordiale, avant de pouvoir développer de nouvelles stratégies thérapeutiques capables de guérir cette maladie. Durant ma thèse, j'ai donc étudié l'implication de petites molécules d'ARN, régulatrices de l'expression génique, appelées microARNs, dans les conditions physiopathologiques qui aboutissent au développement du diabète. J'ai débuté mon étude par l'identification de microARNs dont le niveau d'expression était modifié lorsque les cellules bêta étaient exposées à des conditions favorisant à la fois le développement du diabète de type 1 (cytokines) et celui du diabète de type 2 (palmitate). Nous avons découvert qu'une modification de l'expression des miR-21, -34a et -146a était commune aux deux traitements. Ces changements d'expressions ont également été confirmés dans deux modèles animaux : les souris NOD qui développent un diabète s'apparentant au diabète de type 1 et les souris db/db qui développent plutôt un diabète de type 2. Puis, à l'aide de puces à ADN, nous avons comparé l'expression de microARNs chez des souris NOD pré-diabétiques. Nous avons alors retrouvé des changements au niveau de l'expression des mêmes microARNs mais également au niveau d'une famille de microARNs : les miR-29a, -29b et -29c. De manière artificielle, nous avons ensuite surexprimé ou inhibé en conditions physiopathologiques l'expression de tous ces microARNs et nous nous sommes intéressés à l'impact d'un tel changement sur différentes fonctions de la cellule bêta comme la synthèse et la sécrétion d'insulinè ainsi que leur survie. Nous avons ainsi pu démontrer que les miR-21, -34a, -29a, -29b, -29c avaient un effet délétère sur la sécrétion d'insuline et que la surexpression de tous ces microARNs (excepté le miR-21) favorisait la mort. Finalement, nous avons démontré que la plupart de ces microARNs étaient impliqués dans la régulation d'importantes voies de signalisation responsables de l'apoptose des cellules bêta telles que les voies de NFKB, BCL2 ou encore JNK.¦Par conséquent, nos résultats démontrent que les microARNs ont un rôle important à jouer dans le dysfonctionnement des cellules bêta lors de la mise en place du diabète.

Novel loci for adiponectin levels and their influence on type 2 diabetes and metabolic traits: a multi-ethnic meta-analysis of 45,891 individuals.

Circulating levels of adiponectin, a hormone produced predominantly by adipocytes, are highly heritable and are inversely associated with type 2 diabetes mellitus (T2D) and other metabolic traits. We conducted a meta-analysis of genome-wide association studies in 39,883 individuals of European ancestry to identify genes associated with metabolic disease. We identified 8 novel loci associated with adiponectin levels and confirmed 2 previously reported loci (P = 4.5×10(-8)-1.2×10(-43)). Using a novel method to combine data across ethnicities (N = 4,232 African Americans, N = 1,776 Asians, and N = 29,347 Europeans), we identified two additional novel loci. Expression analyses of 436 human adipocyte samples revealed that mRNA levels of 18 genes at candidate regions were associated with adiponectin concentrations after accounting for multiple testing (p<3×10(-4)). We next developed a multi-SNP genotypic risk score to test the association of adiponectin decreasing risk alleles on metabolic traits and diseases using consortia-level meta-analytic data. This risk score was associated with increased risk of T2D (p = 4.3×10(-3), n = 22,044), increased triglycerides (p = 2.6×10(-14), n = 93,440), increased waist-to-hip ratio (p = 1.8×10(-5), n = 77,167), increased glucose two hours post oral glucose tolerance testing (p = 4.4×10(-3), n = 15,234), increased fasting insulin (p = 0.015, n = 48,238), but with lower in HDL-cholesterol concentrations (p = 4.5×10(-13), n = 96,748) and decreased BMI (p = 1.4×10(-4), n = 121,335). These findings identify novel genetic determinants of adiponectin levels, which, taken together, influence risk of T2D and markers of insulin resistance.

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

AIMS: Smoking cessation has been suggested to increase the short-term risk of type 2 diabetes mellitus (T2DM). This study aimed at assessing the association between smoking cessation and incidence of T2DM and impaired fasting glucose (IFG). METHODS: Data from participants in the CoLaus study, Switzerland, aged 35-75 at baseline and followed for 5.5years were used. Participants were classified as smokers, recent (≤5years), long-term (>5years) quitters, and non-smokers at baseline. Outcomes were IFG (fasting serum glucose (FSG) 5.6-6.99mmol/l) and T2DM (FSG ≥7.0mmol/l and/or treatment) at follow up. RESULTS: 3,166 participants (63% women) had normal baseline FSG, of whom 26.7% were smokers, 6.5% recent quitters, and 23.5% long-term quitters. During follow-up 1,311 participants (41.4%) developed IFG (33.6% women, 54.7% men) and 47 (1.5%) developed T2DM (1.1% women, 2.1% men). Former smokers did not have statistically significant increased odds of IFG compared with smokers after adjustment for age, education, physical activity, hypercholesterolemia, hypertension and alcohol intake, with OR of 1.29 [95% confidence interval 0.94-1.76] for recent quitters and 1.03 [0.84-1.27] for long-term quitters. Former smokers did not have significant increased odds of T2DM compared with smokers with multivariable-adjusted OR of 1.53 [0.58-4.00] for recent quitters and 0.64 [0.27-1.48] for long-term quitters. Adjustment for body-mass index and waist circumference attenuated the association between recent quitting and IFG (OR 1.07 [0.78-1.48]) and T2DM (OR 1.28 [0.48-3.40]. CONCLUSION: In this middle-aged population, smoking cessation was not associated with an increased risk of IFG or T2DM.

Pathologic ventricular hypertrophy in the offspring of diabetic mothers : a retrospective study

L'hypertrophie ventriculaire pathologique chez les nouveau-nés des mères diabétiques une étude rétrospective RESUME Objectif L'incidence du diabète chez les femmes enceintes ne cesse de croître, de même que les complications chez leurs nouveau-nés. C'est pourquoi, nous avons étudié la population de mères diabétiques suivies dans notre établissement entre les années 2003-2005 dans le but d'analyser spécifiquement le problème d'hypertrophie ventriculaire pathologique (HVP) chez les nouveau-nés de cette population. Méthode et résultats Dans notre étude rétrospective comprenant 87 grossesses de femmes diabétiques (92 nouveau-nés), 16 présentaient un diabète de type 1, 17 de type 2 et 54 ont développé un diabète gestationnel (DG). Le médian des hémoglobines glycquées (HbAlc) pour cette population est de 5.8% (5.3-6.5) : 17 avaient une HbAlc au-dessus de la norme, dont 2 souffrant d'une cardiomyopathie congénitale (CMC) et six d'une HVP. Un total de 75 nouveaux-nés étaient normaux, cinq avaient une CMC et 12 une HVP (1/12 décédé post-natalement, 1/12 mort-né, 2/12 nécessitant un accouchement prématuré, 8/12 normaux). Les 16 mères avec un diabète de type 1 accouchèrent de trois nouveau-nés avec une CMC et de 50% avec une HVP, comprenant un enfant décédé et un prématuré né par césarienne à cause d'une HVP. Dans le groupe des 17 nouveau-nés issus d'une mère connue pour un diabète de type 2, un cas présentait une CMC et 25% des cas une HVP. Parmi les 54 grossesses avec un DG, on dénombre un cas de CMC et un cas de HVP. Conclusion Les grossesses de mères souffrant d'un diabète de type 1 et de type 2 comportent toutes deux un risque augmenté de développement d'une HVP comparées à celles de mères ayant développé un diabète gestationnel. Les contrôles glycémiques sont insuffisants pour éviter la survenue d'une HVP. Comme aucun autre paramètre prédictif n'a pu été défini jusqu'alors, nous concluons qu'un suivi échographique rapproché de ces grossesses peut prévenir des complications périnatales sévères.

Estimating the risk of developing type 2 diabetes: a comparison of several risk scores: the Cohorte Lausannoise study.

To compare in the Swiss population the results of several scores estimating the risk of developing type 2 diabetes. This was a single-center, cross-sectional study conducted between 2003 and 2006 in Lausanne, Switzerland. Overall, 3,251 women and 2,937 men, aged 35-75 years, were assessed, of which 5,760 (93%) were free from diabetes and included in the current study. The risk of developing type 2 diabetes was assessed using seven different risk scores, including clinical data with or without biological data. Participants were considered to be eligible for primary prevention according to the thresholds provided for each score. The results were then extrapolated to the Swiss population of the same sex and age. The risk of developing type 2 diabetes increased with age in all scores. The prevalence of participants at high risk ranged between 1.6 and 24.9% in men and between 1.1 and 15.7% in women. Extrapolated to the Swiss population of similar age, the overall number of participants at risk, and thus susceptible to intervention, ranged between 46,708 and 636,841. In addition, scores that included the same clinical variables led to a significantly different prevalence of participants at risk (4.2% [95% CI 3.4-5.0] vs. 12.8% [11.5-14.1] in men and 2.9% [2.4-3.6] vs. 6.0% [5.2-6.9] in women). CONCLUSIONS; The prevalence of participants at risk for developing type 2 diabetes varies considerably according to the scoring system used. To adequately prevent type 2 diabetes, risk-scoring systems must be validated for each population considered.

Dipeptidyl peptidase IV and its inhibitors: therapeutics for type 2 diabetes and what else?

The proline-specific dipeptidyl aminopeptidase IV (DPP IV, DPP-4, CD26), widely expressed in mammalians, releases X-Pro/Ala dipeptides from the N-terminus of peptides. DPP IV is responsible of the degradation of the incretin peptide hormones regulating blood glucose levels. Several families of DPP IV inhibitors have been synthesized and evaluated. Their positive effects on the degradation of the incretins and the control of blood glucose levels have been demonstrated in biological models and in clinical trials. Presently, several DPP IV inhibitors, the "gliptins", are approved for type 2 diabetes or are under clinical evaluation. However, the gliptins may also be of therapeutic interest for other diseases beyond the inhibition of incretin degradation. In this Perspective, the biological functions and potential substrates of DPP IV enzymes are reviewed and the characteristics of the DPP IV inhibitors are discussed in view of type 2 diabetes and further therapeutic interest.

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

ABSTRACT: Aims To assess the prevalence, awareness and treatment levels of Type 2 diabetes in a Swiss city. Methods Population-based cross-sectional study of 6181 subjects (3246 women) aged 35-75 years living in Lausanne, Switzerland. Type 2 diabetes was defined as fasting plasma glucose >/= 7 mmol/l and/or oral hypoglycaemic treatment and/or insulin. Results Total prevalence of Type 2 diabetes was 6.3% (95% confidence interval: 5.7-7.0%), higher in men (9.1%) than in women (3.8%, P < 0.001) and increased with age. Two-thirds (65.3%; 60.4-70.0%) of participants with Type 2 diabetes were aware of their status and among those aware 86.0% (81.5-90.3%) were treated. Treatment was more frequent in men (91.3%) than in women (75.9%, P < 0.001). Two-thirds of those treated for Type 2 diabetes were on monotherapy. Biguanides were prescribed in 65.0% of Type 2 diabetes patients and represented 48% of all antidiabetic drugs. Multivariable analysis showed male gender, increasing age, waist or BMI to be positively associated with prevalence of Type 2 diabetes, while leisure-time physical activity and alcohol consumption were negatively associated. Among participants presenting with Type 2 diabetes, increasing age was positively associated with awareness of Type 2 diabetes. Among subjects diagnosed with Type 2 diabetes, male gender and increasing age were positively associated with treatment. Conclusion Prevalence of Type 2 diabetes in Switzerland is estimated to be between 5.7% and 7.0%. Two-thirds of patients with Type 2 diabetes are aware of their status, and over three quarters of those aware are treated.

Chronic kidney disease in type 2 diabetic patients followed-up by primary care physicians in Switzerland: prevalence and prescription of antidiabetic drugs.

QUESTION UNDER STUDY: The aim of this study was to assess the prevalence of chronic kidney disease (CKD) among type 2 diabetic patients in primary care settings in Switzerland, and to analyse the prescription of antidiabetic drugs in CKD according to the prevailing recommendations. METHODS: In this cross-sectional study, each participating physician was asked to introduce anonymously in a web database the data from up to 15 consecutive diabetic patients attending her/his office between December 2013 and June 2014. Demographic, clinical and biochemical data were analysed. CKD was classified with the KDIGO nomenclature based on estimated glomerular filtration rate (eGFR) and urinary albumin/creatinine ratio. RESULTS: A total of 1 359 patients (mean age 66.5 ± 12.4 years) were included by 109 primary care physicians. CKD stages 3a, 3b and 4 were present in 13.9%, 6.1%, and 2.4% of patients, respectively. Only 30.6% of patients had an entry for urinary albumin/creatinine ratio. Among them, 35.6% were in CKD stage A2, and 4.1% in stage A3. Despite prevailing limitations, metformin and sulfonylureas were prescribed in 53.9% and 16.5%, respectively, of patients with advanced CKD (eGFR <30 ml/min). More than a third of patients were on a dipeptidyl-peptidase-4 inhibitor across all CKD stages. Insulin use increased progressively from 26.8% in CKD stage 1-2 to 50% in stage 4. CONCLUSIONS: CKD is frequent in patients with type 2 diabetes attending Swiss primary care practices, with CKD stage 3 and 4 affecting 22.4% of cases. This emphasizes the importance of routine screening of diabetic nephropathy based on both eGFR and urinary albumin/creatinine ratio, the latter being largely underused by primary care physicians. A careful individual drug risk/benefit balance assessment is mandatory to avoid the frequently observed inappropriate prescription of antidiabetic drugs in CKD patients.