9 resultados para Copper oxide nano-particles, Polyaniline derivatives film, Hydrogen peroxide, Electrocatalysis

em Université de Montréal, Canada


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Nous avons rcemment dmontr que les espces ractives oxygnes induisent une augmentation de lexpression des protines Gi dans les cellules du muscle lisse vasculaire (CMLV) provenant daortes de rats spontanment hypertendus (SHR, de langlais spontaneously hypertensive rats). La prsente tude a pour but dtudier les effets du peroxyde dhydrogne (H2O2), un oxydant qui induit le stress oxydatif, sur lexpression de Gi et sur lactivit de ladnylate cyclase, et dexplorer les voies de signalisation sous-jacentes responsables de cette rponse. Nos rsultats montrent que H2O2 induit une augmentation de lexpression des protines Gi-2 et Gi-3 de manire dose- et temps-dpendante avec une augmentation maximale de 40-50% 100 M aprs 1 heure, sans affecter lexpression de Gs. Lexpression des protines Gi a t maintenue au niveau normal en presence de AG 1478, AG1295, PD98059 et la wortmannine, des inhibiteurs dEGF-R (de langlais epidermal growth factor receptor), PDGFR- (de langlais platelet-derived growth factor receptor ), de la voie de signalisation ras-ERK1/2 (de langlais extracellular regulated kinase1/2), et de la voie de la PI3Kinase-AKT (de langlais phosphatidyl inositol-3 kinase), respectivement. En outre, le traitement des CMLV avec H2O2 a induit une augmentation du degr de phosphorylation dEGF-R, PDGF-R, ERK1/2 et AKT; et cette expression a t maintenue au niveau tmoin par leurs inhibiteurs respectifs. Les inhibiteurs dEGF-R et PDGF-R ont aussi induit une diminution du degr de phosphorylation de ERK1/2, et AKT/PKB. En outre, la transfection des cellules avec le siRNA (de langlais, small interfering ribonucleic acid) de EGF-R et PDGFR- a attnu la surexpression des protines Gi-2 et Gi-3 induite par le traitement au H2O2. La surexpression des protines Gi induite par H2O2 a t corrle avec une augmentation de la fonction de la protine Gi. Linhibition de lactivit de ladnylate cyclase par de faibles concentrations de GTPS aprs stimulation par la forskoline a augment de 20% dans les cellules traites au H2O2. En outre, le traitement des CMLV au H2O2 a aussi accru linhibition de lactivit de ladnylate cyclase par les hormones inhibitrices telles que langiotensine II, oxotrmorine et C-ANP4-23. Dautre part, la stimulation de ladnylate cyclase induite par GTPS, glucagon, isoprotrnol, forskoline, et le fluorure de sodium (NaF) a t attnue de faon significative dans les cellules traites au H2O2. Ces rsultats suggrent que H2O2 induit la surexpression des protines Gi-2 and Gi-3 via la transactivation des rcepteurs des facteurs de croissance EGF-R, PDGFR- et lactivation des voies de signalisation ras-ERK1/2 et PI3K-AKT Mot-cles: Protines Gi, peroxyde dhydrogne, stress oxydant, rcepteurs des facteurs de croissance, MAP kinases, adnylate cyclase, hypertension

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Lendothline-1 (ET-1) est un peptide vasoactif extrmement puissant qui possde une forte activit mitognique dans les cellules du muscle lisse vasculaire (VSMCs). Il a t dmontr que lET-1 est implique dans plusieurs maladies cardio-vasculaires, comme lathrosclrose, l'hypertension, la restnose aprs l'angioplastie, linsuffisance cardiaque et l'arythmie. LET-1 exerce ses effets via plusieurs voies de signalisation qui incluent le Ca2+, les protines kinases actives par les mitognes (MAPKs) y compris les kinases rgules par les signaux extracellulaires (ERK1/2) et la voie de la phosphatidylinositol 3-kinase (PI-3K)/protein kinase B (PKB). Plusieurs tudes ont dmontr que les drivs ractifs de l'oxygne (ROS) peuvent jouer un rle important dans la signalisation dERK1/2 et de PKB induite par plusieurs facteurs de croissance et hormones. Nous avons prcdemment montr que l'ET-1 produit des ROS qui agissent comme mdiateur de la signalisation cellulaire induite par lET-1. Le peroxyde dhydrogne (H2O2), une molcule qui appartient la famille des ROS, peut activer les voies de la MAPK et de la PKB dans les VSMCs. Par ailleurs, nos rsultats suggrent galement que le Ca2+ et la calmoduline (CaM) sont essentiels pour la phosphorylation dERK1/2, de p38 et de PKB induite par le H2O2 dans les VSMCs. La Ca2+/CaM-dependent protein kinases II (CaMKII) est une srine/thronine protine kinase multifonctionnelle active par le Ca2+/CaM. Il a t montr que la CaMKII est implique dans les voies de signalisation induite par le H2O2 dans les cellules endothliales. Cependant, le rle de la CaMKII dans la phosphorylation dERK1/2, de PKB et de la proline-rich tyrosine kinase 2 (Pyk2) induite par lET-1 et le H2O2, de mme que son rle dans leffet hypertrophique et prolifratif de lET-1 dans les VSMCs demeure inexplor. Le monoxyde dazote (NO) est une molcule vasoactive implique dans la rgulation de plusieurs rponses hormonales. Le NO peut moduler la signalisation contrlant la croissance cellulaire induite par plusieurs agonistes do son rle protecteur dans le systme vasculaire. Des tudes ont montr que le NO peut inhiber la voie de Ras/Raf/ERK1/2 et la voie de PKB induite par le facteur de croissance endothlial (EGF) et langiotensine II (Ang II). Beaucoup dautres travaux ont mis en vidence un cross-talk entre les voies de signalisation actives par lET-1 et le NO. La capacit du NO inhiber la signalisation intracellulaire induite par lET-1 dans les VSMCs demeure inconnue. Le travail prsent dans cette thse vise dterminer le rle du systme Ca2+-CaM-CaMKII dans la phosphorylation dERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par lET-1 et le H2O2 ainsi que son rle dans la croissance et la prolifration cellulaire induites par lET-1 dans les VSMCs. Nous avons galement test le rle du NO dans la phosphorylation dERK1/2, de PKB et de Pyk2 ainsi que la synthse protique induite par lET-1. Dans la premire partie de notre tude, nous avons examin le rle de la CaMKII dans la phosphorylation dERK1/2 et de PKB induite par lET-1 dans les VSMCs en utilisant trois approches diffrentes i.e. l'usage d'inhibiteurs pharmacologiques, un peptide auto-inhibiteur de la CaMKII (CaMKII AIP) et la technique de siRNA. Nous avons dmontr que la CaMKII est implique dans la phosphorylation dERK1/2 et de PKB induite par lET-1 dans les VSMCs. Des tudes prcdentes ont montr laide dinhibiteurs pharmacologiques comme le KN-93 que l'Ang II et les agents induisant une augmentation de la concentration en Ca2+ intracellulaire comme lionomycine, provoquent la phosphorylation dERK1/2 via la CaM dans les VSMCs. Cependant, en utilisant diffrentes approches, nos tudes ont montr pour la premire fois une implication de la CaMKII dans la phosphorylation dERK1/2 et de PKB induite par lET-1 dans les VSMCs. Nous avons galement rapport pour la premire fois, un rle crucial de la CaMKII dans la pathophysiologie vasculaire associe lET-1 puisque lactivation de la CaMKII joue un rle important dans lhypertrophie et la croissance cellulaire. Dans la deuxime partie, la lumire des tudes prcdentes qui montraient que les ROS agissent comme mdiateurs de la signalisation induite par lET-1 dans les VSMCs, nous avons examin si la CaMKII est galement implique dans lactivation des voies dERK1/2 et de PKB induite par le H2O2. En utilisant des approches pharmacologiques et molculaires, nous avons montr, comme pour lET-1, que la CaMKII joue un rle critique en amont de la phosphorylation dERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par le H2O2. Nous avons prcdemment montr que la transactivation du rcepteur de type I de linsulin-like growth factor (IGF-1R) est ncessaire lactivation de PKB induite par le H2O2. Pour cette raison, nous avons examin l'effet de l'inhibition de la CaMKII par linhibiteur pharmacologique ou par le knock-down de la CaMKII sur la phosphorylation dIGF-1R induite par le H2O2. Les rsultats dmontrent que la CaMKII joue un rle critique en amont de la phosphorylation dERK1/2, de PKB et dIGF-1R induite par le H2O2. Dans la troisime partie de notre tude, nous avons galement examin le mcanisme molculaire par lequel le NO exerce ses effets anti-mitogniques et anti-hypertrophiques dans la signalisation induite par lET-1. En testant l'effet de deux diffrents donneurs de NO (S-nitroso-N-acetylpenicillamine (SNAP), sodium nitroprusside (SNP)) et un inhibiteur de NO synthase, le N (G)-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME) dans la phosphorylation dERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par lET-1, nous avons observ que le NO a un effet inhibiteur sur la signalisation induite par lET-1 dans les VSMCs. Par ailleurs, le 8-Br-GMPc, un analogue du GMPc, a un effet similaire celui des deux donneurs du NO, tandis que loxadiazole quinoxaline (ODQ), un inhibiteur de la guanylate cyclase soluble, inverse l'effet inhibiteur du NO. Nous concluons que le NO diminue la phosphorylation dERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par lET-1 dune manire dpendante du GMPc. Le NO inhibe aussi les effets hypertrophiques de lET-1 puisque le traitement avec le SNAP diminue la synthse des protines induite par lET-1. En rsum, les tudes prsentes dans cette thse dmontrent que lET-1 et le H2O2 sont des activateurs de la phosphorylation dERK1/2, de PKB et de Pyk2 dans les VSMCs et que la CaMKII savre ncessaire pour ce processus, en agissant en amont de lactivation de IGF-1R induite par le H2O2 dans les VSMCs. Elles montrent galement que le NO inhibe la phosphorylation dERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par lET-1. Enfin, nos travaux suggrent aussi que lactivation de la CaMKII stimule la synthse des protines et de lADN induites par lET-1 alors que le NO inhibe la synthse des protines induite par ET-1. Mots cls: Endothline ; Peroxyde d'hydrogne ; CaMKII ; Monoxyde dazote ; Systme vasculaire ; PKB; ERK1/2; IGF-1R; Hypertrophie.

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La stabilit gnomique, qui est essentielle la vie, est possible grce la rplication et la rparation de lADN. Une des enzymes responsables de la rplication et de la rparation de lADN est la ribonucleotide reductase (RNR), qui est retrouve chez la levure et chez lhumain. Cette enzyme catalyse la formation de doxyribonuclotides et maintien le pool de dNTP requis pour la rparation et la rplication de lADN. Lenzyme RNR est un ttramre 22 constitu dune grande (R1, 2) et dune petite (R2, 2) sous-unit. Chez S. cerevisiae, les gnes RNR1 et RNR3 encodent la sous-unit 2 (R1). Lactivit catalytique de RNR dpend dune interaction avec le fer et de la formation dun complexe entre R1 et R2. Lexpression de toutes les sous-units est inductible par les dommages causs lADN. Dans cette tude, nous dmontrons que des cellules qui nexpriment pas une des sous-units, Rnr4, du complexe RNR sont sensibles divers agents endommageant lADN, tels que le mthyl mthane sulfonate, la blomycine, le proxyde dhydrogne et les rayons ultraviolets (UVC 254 nm). Au contraire, le mutant est rsistant au 4-nitroquinoline-1- oxide (4-NQO), un compos qui engendre des lsions encombrantes. Par consquent, le mutant rnr4 dmontre une rduction marque en mutations induites par le 4-NQO comparativement la souche parentale. Nous voulions identifier la voie de rparation de lADN qui confrait cette rsistance au 4-NQO ainsi que les protines impliques. Les voies BER, NER et MMR nont pas aboli la rsistance au 4-NQO de la souche rnr4. La protine recombinante Rad51 ne joue pas un rle critique dans la rparation de lADN et dans la rsistance au 4-NQO. La dltion du gne REV3, qui encode une polymrase de contournement, implique dans la rparation post-rplication, a partiellement aboli la rsistance au 4-NQO dans rnr4. Ces rsultats suggrent que la polymrase Rev3 et possiblement dautres polymrases translsion (Rev1, Rev7, Rad30) pourraient tre impliques dans la rparation de lsions encombrantes dans lADN dans des conditions de carence en dNTP. La rparation de lADN, un mcanisme complexe chez la levure, implique une vaste gamme de protines, dont certaines encore inconnues. Nos rsultats indiquent quil y aurait plus quune protine implique dans la rsistance au 4-NQO. Des investigations plus approfondies seront ncessaires afin de comprendre la recombinaison et la rparation post-rplication.

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Dans les neurones et les cellules vasculaires crbrales, les drivs ractifs de loxygne jouent un double rle puisquils peuvent avoir la fois des effets bnfiques, faibles concentrations, et des effets dltres, des concentrations leves. Chez la souris, la circulation crbrale se distingue des autres lits vasculaires puisque le peroxyde dhydrogne (H2O2) est le principal mdiateur endothlial relaxant endogne. Lobjectif de notre premire tude a t de caractriser limplication physiologique du H2O2 driv de la eNOS dans la fonction endothliale crbrale de la souris. Nous avons voulu identifier les mcanismes impliqus dans la dilatation induite par laugmentation de dbit intra-luminal (flow-mediated dilation, FMD). La FMD est la rponse un stimulus physiologique endothlial la plus reprsentative de la situation in vivo. Nous avons dmontr que le H2O2, et non le monoxyde dazote (NO), drivant de lactivation de la eNOS crbrale, est le principal mdiateur de la FMD. Cependant, nous connaissons trs peu de donnes sur lvolution de la voie du H2O2 au cours du vieillissement quil soit associ ou non aux facteurs de risque pour les maladies cardiovasculaires. Au cours du vieillissement, au niveau priphrique, les facteurs endothliaux constricteurs ou dilatateurs voluent en fonction de laugmentation de stress oxydant. La prsence de facteurs de risque pour les maladies cardiovasculaires, telle que lhypercholestrolmie, pourrait accentuer laugmentation du stress oxydant et ainsi acclrer la dysfonction endothliale. Au niveau crbral, trs peu de donnes sont disponibles. Dans le cadre de notre deuxime tude, nous avons mis lhypothse quun dbalancement des facteurs endothliaux pourrait tre lorigine (1) de la dysfonction endothliale crbrale observe au cours du vieillissement et (2) de la dysfonction endothliale prcoce qui apparat en prsence dathrosclrose. Nos rsultats ont montr que laugmentation de stress oxydant associe au vieillissement conduit une libration endogne accrue de TXA2 qui diminue la voie du H2O2 au niveau crbral et, par consquent, rduit la dilatation dpendante de lendothlium. De plus, la prsence dathrosclrose acclre lapparition de la dysfonction endothliale crbrale. Le rle cl jou par le stress oxydant a t confirm par un traitement prventif avec lantioxydant catchine qui a permis de renverser tous les effets dltres de lathrosclrose sur les fonctions endothliales crbrales. Finalement, la dysfonction endothliale crbrale prcoce, associe avec lathrosclrose, pourrait non seulement augmenter lincidence de dvelopper des accidents vasculaires crbraux (AVC) mais aussi induire une diminution du dbit sanguin crbral et, ultimement, affecter les fonctions neuronales. Dans le cadre de notre troisime tude, nous avons mis lhypothse que laugmentation de stress oxydant est associe avec une diminution du dbit sanguin crbral et un dclin subsquent des fonctions cognitives. Nous avons utilis des souris athrosclrotiques ges de 3 mois que nous avons soumises, ou pas, un traitement chronique la catchine. Nos travaux montrent quun traitement prventif avec la catchine peut prvenir les effets nfastes de lathrosclrose sur la FMD, le dbit sanguin et le dclin des fonctions cognitives qui est normalement associ au vieillissement. Nos rsultats ont permis de distinguer leffet du vieillissement des effets de lathrosclrose sur les fonctions vasculaires crbrales. Le traitement prventif avec la catchine a eu des effets bnfiques marqus sur la fonction endothliale crbrale, le dbit sanguin crbral et les fonctions cognitives, dmontrant le rle cl de lenvironnement redox dans la rgulation des fonctions crbrales.

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ObjectifComparer les effets de la strilisation au plasma de gaz de peroxyde dhydrogne (HPGP) loxyde dthylne (EO) et la vapeur (ST) sur les proprits physico-chimiques et dadhsion bactrienne de fils de nylon et de polythylne. Design exprimentalEtude in vitro. MatrielDes brins non striliss, striliss au HPGP, lEO et ST; de fil nylon leader (FNL), de fil de nylon pche (FNP) et de fil de polythylne (PE) ont t utiliss. MthodesUne analyse de surface au spectroscope photo-lectronique rayons X (XPS), une mesure de langle de contact, une analyse par microscopie force atomique (AFM) et ladhsion bactrienne de Staphylococcus intermedius et dEscherichia Coli ont t tests sur les brins. RsultatsUne oxydation de la surface de tous les chantillons striliss a t observe quelque soit la mthode de strilisation. La strilisation a augment significativement langle de contact pour tous les types de fil quelque soit la mthode. La rugosit na pas t affecte significativement par la mthode de strilisation pour le FNL et FNP. Ladhsion bactrienne a t affecte significativement par la mthode de strilisation. Le PE a un angle de contact, une rugosit et une adhsion bactrienne significativement plus leve que le FNL et FNP, peu importe la mthode de strilisation. ConclusionLa strilisation au HPGP constitue une alternative intressante la vapeur et lEO. Le PE nest peut tre pas un matriel idal par sa capacit dadhsion bactrienne. De futures tudes sont ncessaires pour dterminer la signification clinique de ces trouvailles.

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Au cours de la grossesse, une perfusion placentaire adquate est indispensable au bon dveloppement du ftus. Dans certaines maladies comme la prclampsie, celle-ci est altre, compromettant ainsi la vie du ftus, mais aussi celle de sa mre. Le retrait du placenta mne la disparition des symptmes de la prclampsie, suggrant un rle central de ce dernier dans la maladie. Le placenta tant dpourvu dinnervation autonome, le tonus vasculaire placentaire doit tre sous le contrle de facteurs humoraux et tissulaires. Les vaisseaux placentaires sont trs ractifs aux prostanodes. Le rapport thromboxane A2 (TXA2)/prostacycline (PGI2) est fortement augment dans les placentas de grossesses avec prclampsie. De plus, le taux disoprostane, marqueur du stress oxydatif, est accru dans les placentas de femmes avec prclampsie. Finalement, la prclampsie saccompagne dun stress oxydatif placentaire marqu. Les espces ractives de loxygne sont connues dune part, pour oxyder lacide arachidonique (AA), formant ainsi des isoprostanes et dautre part, pour augmenter la production de TXA2 dans diffrents tissus, suite lactivation des cyclooxygnases (COXs). Nous proposons que : 1. les prostanodes sont parmi les molcules endognes qui contrlent le tonus vasculaire placentaire. 2. la maladie modifie la rponse aux isoprostanes dans les vaisseaux placentaires. 3. linduction dun stress oxydatif placentaire entrane une rponse vasoactive par activation de la voie du mtabolisme de lAA. Nous avons tout dabord montr, dans des placentas obtenus de grossesses normotensives, que lU-46619, un mimtique de la TXA2, de mme que lisoprostane, 8-iso-prostaglandine E2 (8-isoPGE2), ont augment fortement la pression de perfusion dans les cotyldons perfuss in vitro et la tension dans les anneaux dartres chorioniques suspendus dans des bains organe isol. En revanche, dans les artres chorioniques de placentas obtenus de grossesses avec prclampsie, ces rponses taient modifies puisque la rponse maximale lU-46619 tait augmente et celle la 8-isoPGE2 diminue. Dautre part, nous avons montr que les rponses maximales aux deux prostanodes taient augmentes dans les vaisseaux placentaires de grossesse normale ou avec prclampsie issus dune dlivrance prmature par rapport ceux dune dlivrance terme. Ceci suggre une volution de la ractivit des artres placentaires au cours du 3e trimestre de grossesse. En outre, les vaisseaux placentaires ont rpondu aux prostanodes de faon semblable quils aient t issus dun accouchement vaginal ou dune csarienne lective. Ceci indique que les prostanodes placentaires ninterviennent pas dans le processus de dlivrance. Dun autre ct, lutilisation de bloqueurs spcifiques des rcepteurs TP la TXA2, le SQ29,548 et lICI192,605, et des rcepteurs EP la prostaglandine E2, lAH6809, nous ont permis de mettre en vidence le fait que lU-46619 et la 8-isoPGE2 pouvaient agir de faon non-slective sur lun ou lautre des rcepteurs. Ces rsultats supportent donc nos 2 premires hypothses : les prostanodes font partie des molcules endognes qui peuvent contrler le tonus vasculaire placentaire et la prclampsie modifie la rponse aux isoprostanes dans les artres chorioniques dune manire compatible avec laugmentation de la production de ces substances qui elle, est probablement le rsultat du stress oxydatif. En revanche, en ce qui concerne les substances capables de jouer la contrepartie vasodilatatrice, lutilisation dun inhibiteur des synthases de monoxyde dazote, le L-NAME, et celle dinhibiteurs des COXs, libuprofne, lindomtacine et le N-2PIA, ne nous a pas permis de mettre en vidence un quelconque rle du monoxyde dazote ou des prostanodes vasodilatatrices ce niveau. Finalement, nous avons montr que linduction dun stress oxydatif dans les cotyldons perfuss in vitro et les artres chorioniques entranait une vasoconstriction marque. Celle-ci semble rsulter de laction des prostanodes puisquun blocage des rcepteurs TP ou des COXs diminuait significativement la rponse maximale au peroxyde dhydrogne. Les prostanodes impliques dans la rponse au stress oxydatif proviendraient essentiellement dune activation des COXs puisque ltude ne nous permet pas de conclure une quelconque implication des isoprostanes dans cette rponse. Ces observations confirment donc notre hypothse que, dans le placenta, le stress oxydatif possde des proprits vasoactives par activation du mtabolisme de lAA. En rsum, les rsultats obtenus dans les placentas de grossesses normotensives et avec prclampsie suggrent que les prostanodes sont des molcules dimportance dans la rgulation du tonus vasculaire placentaire. Le fait que la prclampsie modifie la rponse aux prostanodes pourrait expliquer pourquoi la perfusion placentaire est altre chez ces patientes. En outre, il apparat vident quil existe un lien troit entre le stress oxydatif et la voie de synthse des prostanodes placentaires. Cependant dautres tudes sont ncessaires pour mieux comprendre la nature de ce lien, qui pourrait, dune certaine faon, jouer un rle important dans le dveloppement de la prclampsie.

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Contexte: La cardiopathie ischmique (IHD) reste une cause majeure de mortalit en Amrique du Nord. La thrapie cellulaire cardiaque (CCT) a merg comme une thrapie prometteuse pour aider gurir certaines malades cardiaques. Parmi les cellulaires avec proprits pluripotentes, les cellules stromales msenchymateuses (MSC) sont prometteuses. Cependant, plusieurs questions demeurent non rsolues et certaines dfis empchent l'application clinique de la CCT se dans l'IHD, tels que le faible taux de rtention cellulaire in situ, le suivi des cellules in vivo post-implantation et post-acheminements et l`apoptose. Ici, le traitement prliminaire des MSC avec des facteurs de croissance et leur couplage avec des nanoparticules (NP) seront tudis comme des mthodes pour optimiser MSC. Mthodes: Des MSCs provenant du rat (rMSC) et du cochon (pMSC) ont t isols partir de moelle osseuse. Les rMSC ont t prconditionnes avec SDF-1a, TSG-6 et PDGF-BB, et ensuite soumises une hypoxie, une privation de srum et a un stress oxydatif. Des tudes de cicatrisation ont galement t effectus avec rMSCs prconditionnes. En parallle, de nouvelles NP ferromagntiques lies aux silicones ont t synthtises. Les NPs ont t couples aux pMSCs suivant leur fonctionnalisation avec l`anticorps, CD44, un antigne de surface du MSC bien connu. Par la suite, les tudes de biocompatibilit ont t ralises sur pMSC-NP et en incluant des tests des processus cellulaires tels que la migration, l'adhsion, la prolifration et les proprits de la diffrenciation. Rsultats: Parmi toutes les cytokines testes, PDGF-BB a dmontr la plus grande capacit amliorer la survie de MSC dans des conditions d'hypoxie, de privation de srum et en reponse au stress oxydatif. La conjugaison de NP a attnu la migration et la prolifration des pMSCs, mais n`a pas chang leur capacit de diffrenciation. Enfin, la complexe du MSC-NP est dtectable par IRM. Conclusion: Nos donnes suggrent que de nouvelles stratgies, telles que traitement prliminaire de PDGF-BB et le couplage des nanoparticules ferromagntiques, peuvent tre considrs comme des avenues prometteuse pour optimiser les MSCs pour la CCT.

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Les dfis conjoints du changement climatique d'origine anthropique et la diminution des rserves de combustibles fossiles sont le moteur de recherche intense pour des sources d'nergie alternatives. Une avenue attrayante est d'utiliser un processus biologique pour produire un biocarburant. Parmi les diffrentes options en matire de biocarburants, le bio-hydrogne gazeux est un futur vecteur nergtique attrayant en raison de son efficacit potentiellement plus lev de conversion de puissance utilisable, il est faible en gnration inexistante de polluants et de haute densit d'nergie. Cependant, les faibles rendements et taux de production ont t les principaux obstacles l'application pratique des technologies de bio-hydrogne. Des recherches intensives sur bio-hydrogne sont en cours, et dans les dernires annes, plusieurs nouvelles approches ont t proposes et tudies pour dpasser ces inconvnients. cette fin, l'objectif principal de cette thse tait d'amliorer le rendement en hydrogne molculaire avec un accent particulier sur l'ingnierie mtabolique et lutilisation de bioprocds variables indpendantes. Une de nos hypothses tait que la production dhydrogne pourrait tre amliore et rendue plus conomiquement viable par ingnierie mtabolique de souches dEscherichia coli producteurs dhydrogne en utilisant le glucose ainsi que diverses autres sources de carbone, y compris les pentoses. Les effets du pH, de la temprature et de sources de carbone ont t tudis. La production maximale d'hydrogne a t obtenue partir de glucose, un pH initial de 6.5 et une temprature de 35C. Les tudes de cintiques de croissance ont montr que la max tait 0.0495 h-1 avec un Ks de 0.0274 g L-1 lorsque le glucose est la seule source de carbone en milieu minimal M9. .Parmi les nombreux sucres et les drivs de sucres tests, les rendements les plus levs d'hydrogne sont avec du fructose, sorbitol et D-glucose; 1.27, 1.46 et 1.51 mol H2 mol-1 de substrat, respectivement. En outre, pour obtenir les interactions entre les variables importantes et pour atteindre une production maximale d'hydrogne, un design 3K factoriel complet Box-Behnken et la mthodologie de rponse de surface (RSM) ont t employes pour la conception exprimentale et l'analyse de la souche d'Escherichia coli DJT135. Le rendement en hydrogne molaire maximale de 1.69 mol H2 mol-1 de glucose a t obtenu dans les conditions optimales de 75 mM de glucose, 35C et un pH de 6.5. Ainsi, la RSM avec un design Box-Behken tait un outil statistique utile pour atteindre des rendements plus levs d'hydrogne molaires par des organismes modifis gntiquement. Ensuite, l'expression htrologue de lhydrognases soluble [Ni-Fe] de Ralstonia eutropha H16 (l'hydrognase SH) a tent de dmontrer que la mise en place d'une voie capable de driver l'hydrogne partir de NADH pourrait surpasser le rendement stoechiomtrique en hydrogne.. Lexpression a t dmontre par des tests in vitro de l'activit enzymatique. Par ailleurs, l'expression de SH a restaure la croissance en anarobie de souches mutantes pour adhE, normalement inhibes en raison de l'incapacit de roxyder le NADH. La mesure de la production d'hydrogne in vivo a montr que plusieurs souches modifies mtaboliquement sont capables d'utiliser l'hydrognase SH pour driver deux moles dhydrogne par mole de glucose consomm, proche du maximum thorique. Une autre stratgie a montr que le glycrol brut pourrait tre converti en hydrogne par photofermentation utilisant Rhodopseudomonas palustris par photofermentation. Les effets de la source d'azote et de diffrentes concentrations de glycrol brut sur ce processus ont t valus. 20 mM de glycrol, 4 mM glutamate, 6.1 mol hydrogne / mole de glycrol brut ont t obtenus dans des conditions optimales, un rendement de 87% de la thorie, et significativement plus levs que ce qui a t ralis auparavant. En prolongement de cette tude, l'optimisation des paramtres a galement t utilise. Dans des conditions optimales, une intensit lumineuse de 175 W/m2, 30 mM glycrol et 4.5 mM de glutamate, 6.69 mol hydrogne / mole de glycrol brut ont t obtenus, soit un rendement de 96% de la valeur thorique. La dtermination de l'activit de la nitrognase et ses niveaux d'expression ont montr qu'il y avait relativement peu de variation de la quantit de nitrognase avec le changement des variables alors que l'activit de la nitrognase variait considrablement, avec une activit maximale (228 nmol de C2H4/ml/min) au point central optimal. Dans la dernire section, la production d'hydrogne partir du glucose via la photofermentation en une seule tape a t examine avec la bactrie photosynthtique Rhodobacter capsulatus JP91 (hup-). La mthodologie de surface de rponse avec Box-Behnken a t utilise pour optimiser les variables exprimentales de faon indpendante, soit la concentration de glucose, la concentration du glutamate et l'intensit lumineuse, ainsi que d'examiner leurs effets interactifs pour la maximisation du rendement en hydrogne molculaire. Dans des conditions optimales, avec une intensit lumineuse de 175 W/m2, 35 mM de glucose, et 4.5 mM de glutamate,, un rendement maximal d'hydrogne de 5.5 ( 0.15) mol hydrogne /mol glucose, et un maximum d'activit de la nitrognase de 246 ( 3.5) nmol C2H4/ml/min ont t obtenus. L'analyse densitomtrique de l'expression de la protine-Fe nitrogenase dans les diffrentes conditions a montr une variation significative de l'expression protique avec un maximum au point central optimis. Mme dans des conditions optimales pour la production d'hydrogne, une fraction significative de la protine Fe a t trouve dans l'tat ADP-ribosyle, suggrant que d'autres amliorations des rendements pourraient tre possibles. cette fin, un mutant amtB driv de Rhodobacter capsulatus JP91 (hup-) a t cr en utilisant le vecteur de suicide pSUP202. Les rsultats exprimentaux prliminaires montrent que la souche nouvellement conue mtaboliquement, R. capsulatus DG9, produit 8.2 ( 0.06) mol hydrogne / mole de glucose dans des conditions optimales de cultures discontinues (intensit lumineuse, 175 W/m2, 35 mM de glucose et 4.5 mM glutamate). Le statut d'ADP-ribosylation de la nitrognase-protine Fe a t obtenu par Western Blot pour la souche R. capsulatus DG9. En bref, la production d'hydrogne est limite par une barrire mtabolique. La principale barrire mtabolique est due au manque d'outils molculaires possibles pour atteindre ou dpasser le rendement stochiomtrique en bio-hydrogne depuis les dernires dcennies en utilisant les microbes. cette fin, une nouvelle approche dingnierie mtabolique semble trs prometteuse pour surmonter cette contrainte vers l'industrialisation et s'assurer de la faisabilit de la technologie de la production d'hydrogne. Dans la prsente tude, il a t dmontr que lingnierie mtabolique de bactries anarobiques facultatives (Escherichia coli) et de bactries anarobiques photosynthtiques (Rhodobacter capsulatus et Rhodopseudomonas palustris) peuvent produire de l'hydrogne en tant que produit majeur travers le mode de fermentation par redirection mtabolique vers la production d'nergie potentielle. D'autre part, la mthodologie de surface de rponse utilise dans cette tude reprsente un outil potentiel pour optimiser la production d'hydrogne en gnrant des informations appropries concernant la corrlation entre les variables et des producteurs de bio-de hydrogne modifis par ingnierie mtabolique. Ainsi, un outil d'optimisation des paramtres reprsente une nouvelle avenue pour faire un pont entre le laboratoire et la production d'hydrogne l'chelle industrielle en fournissant un modle mathmatique potentiel pour intensifier la production de bio-hydrogne. Par consquent, il a t clairement mis en vidence dans ce projet que l'effort combin de l'ingnierie mtabolique et la mthodologie de surface de rponse peut rendre la technologie de production de bio-hydrogne potentiellement possible vers sa commercialisation dans un avenir rapproch.

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In vivo, la pression artrielle au niveau des artres crbrales est pulse, alors que ex vivo, ltude de la fonction crbrovasculaire est majoritairement mesure en pression statique. Limpact de la pression pulse sur la rgulation du tonus myognique et sur la fonction endothliale crbrale est inconnu. Nous avons pos lhypothse selon laquelle en prsence d'une pression pulse physiologique, la dilatation dpendante de lendothlium induite par le flux et le tonus myognique seraient optimiss. Lobjectif de notre tude est dtudier ex vivo limpact de la pression pulse sur le tonus myognique et la dilatation induite par le flux dans les artres crbrales de souris. Nous avons utilis un artriographe pressuris coupl un systme gnrant une onde pulse de frquence et damplitude rglables. Les artres crbrales moyennes (160 m de diamtre) ont t isoles de souris C57BL6 ges de 3 mois et pressurises 60 mm Hg, en pression statique ou en pression pulse. En pression statique, le tonus myognique est faible mais est potentialis par le L-NNA (un inhibiteur de la eNOS) et la PEG-catalase (qui dgrade le H2O2), suggrant une influence des produits dilatateurs drivs de la eNOS sur le tonus myognique. En prsence de pression pulse (pulse de 30 mm Hg, pression moyenne de 60 mm Hg, 550 bpm), le tonus myognique est significativement augment, indpendamment du L-NNA et de la PEG-catalase, suggrant que la pression pulse lve limpact de la eNOS. En pression statique ou pulse, les artres pr-contractes se dilatent de faon similaire jusqu une force de cisaillement de 15 dyn/cm2. Cette dilatation, dpendante de lendothlium et de la eNOS, est augmente en condition pulse une force de cisaillement de 20 dyn/cm2. En prsence de PEG-catalase, la dilatation induite par le flux est diminue en pression statique mais pas en pression pulse, suggrant que la pression statique, mais pas la pression pulse, favorise la production de O2 -/H2O2. En effet, la dilatation induite par le flux est associe une production de O2 -/H2O2 par la eNOS, mesurable en pression statique, alors que la dilatation induite par le flux en pression pulse est associe la production de NO. Les diffrences de sensibilit la dilatation induite par le flux ont t abolies aprs inhibition de Nox2, en condition statique ou pulse. La pression pulse physiologique rgule donc lactivit de la eNOS crbrale, en augmentant le tonus myognique et, en prsence de flux, permet la relche de NO via la eNOS.