Proteínas quinases: características estruturais e inibidores químicos

Protein kinases are one of the largest protein families and they are responsible for regulation of a great number of signal transduction pathways in cells, through the phosphorylation of serine, threonine, or tyrosine residues. Deregulation of these enzymes is associated with several diseases including cancer, diabetes and inflammation. For this reason, specific inhibition of tyrosine or serine/threonine kinases may represent an interesting therapeutic approach. The most important types of protein kinases, their structural features and chemical inhibitors are discussed in this paper. Emphasis is given to the small-molecule drugs that target the ATP-binding sites of these enzymes.

The Roots of Neurofibromas in Neurofibromatosis 1 — A Question of Multipotency, Differentiation and Hiding

Neurofibromatosis type 1 (NF1) is an autosomal dominant cancer predisposition syndrome that affects about 1 in 3500 individuals worldwide. NF1 is caused by mutations in the NF1 gene that encodes the tumor suppressor protein neurofibromin, an inactivator of the Ras oncogene. The hallmarks of NF1 include pigmentary lesions of the skin, Lisch nodules of the iris and cutaneous neurofibromas. Cutaneous neurofibromas are benign tumors composed of all the cell types of normal peripheral nerve. The traditional view of neurofibroma development has been that cutaneous neurofibromas arise from the disruption of the small nerve tributaries of the skin and subsequent proliferation of the resident cells. The second hit mutation in the NF1 gene has been considered as a prerequisite for neurofibroma development. The second hit is detectable in a subpopulation of primary Schwann cells cultured from neurofibromas. This thesis challenges the traditional concept of neurofibroma development. The results show that cutaneous neurofibromas are intimately associated with hair follicular structures and contain multipotent precursor cells (NFPs), suggesting that neurofibromas may arise from the multipotent cells which reside in hair follicles. Furthermore, this study presents that neurofibroma-derived Schwann cells that harbor bi-allelic inactivation in the NF1 gene express HLA class II genes and may act as nonprofessional antigen presenting cells. The CD4- and FoxP3-positive cells detected in cutaneous neurofibromas suggest that these cells may represent regulatory T cells (Tregs) which interact with HLA II –positive cells and aid the tumor cells in hiding from the immune system and are thus mediators of immune tolerance. This thesis also investigated neurofibroma development in the oral cavity and the use of different biomarkers to characterize cellular differentiation in neurofibromas. The results revealed that oral neurofibromas are not rare, but they usually appear as solitary lesions contrary to multiple cutaneous neurofibromas and present high heterogeneity within and between tumors. The use of class III beta-tubulin as a marker for neuronal differentiation led to an unexpected finding showing that multiple cell types express class III beta-tubulin during mitosis. The increased understanding of the multipotency of tumor cells, cellular differentiation and ability to hide from immune system will aid in the development of future treatments. Specifically, targeting Tregs in NF1 patients could provide a novel therapeutic approach to interfere with the development of neurofibromas.

Experimental osteoarthritis in rabbits: lesion progression

The aim of this study was to evaluate the progression of lesions in different stages of osteoarthritis (OA) experimental by radiography (RX), computed tomography (CT), macroscopic and histopathology, linking these different diagnostic methods, helped to provide information that helps the best time for the therapeutic approach. Four experimental periods were delineated at 3, 6, 9 and 12 weeks after induction of OA, known as PI, PII, PIII and PIV, respectively, each with six animals. We evaluated the five compartments of the femorotibial joint: medial femoral condyle (MFC), lateral femoral condyle (LFC), medial tibial plateau (MTP), lateral tibial plateau (LTP) and femoral trochlea (FT). Therefore we established an index by compartment (IC) and by adding such an index was estimated joint femorotibial (IFT). It was observed that the CFM was the compartment with the highest IC also differed significantly (p<0.05) from other compartments. Compartments showed no significant difference (p>0.05) between the PI and PII, however contrary fact occurred between the PII and PIII (p<0.05), PIII and PIV (p<0.01) and between PI and PIV (p<0.001). Similarly the IFT, showed a significant difference in the animals of PIV compared to PI (p<0.001), PII (p<0.001) and PIII (p<0.01), and there was no statistical difference (p> 0.05) between the PI and PII. In the variation of the average interval between periods, there was a higher value between the PIII PIV and for the other intervals of time periods (PI, PII, and PIII-PII). However, these intervals showed no statistically significant difference (p>0.05). Through the RX, CT, macroscopic and histopathological findings, we found similar patterns among individuals within the same period demonstrating a gradual progression of the disease. These results show that between 3 and 6 weeks progression of the lesion is slower and probably also can be reversed in comparison to other ranges where proved further progression between 9 and 12 weeks after induction of trauma OA. These results may provide a better therapeutic approach aimed at reversing the lesions in early stages of OA. We conclude that the interconnection of the four diagnostic methods individually classified into scores, which were unified in both indices in the evaluation by the femorotibial joint compartment and may represent a diagnostic condition closer to the true condition of the injury and its progression.

The use of stem cells for the treatment of autoimmune diseases

Autoimmune diseases constitute a heterogeneous group of conditions commonly treated with anti-inflammatory, immunosuppressant and immunomodulating drugs, with satisfactory results in most cases. Nevertheless, some patients become resistant to conventional therapy. The use of high doses of drugs in such cases results in the need for bone marrow reconstitution, a situation which has stimulated research into the use of hematopoietic stem cells in autoimmune disease therapy. Stem cell transplantation in such diseases aims to destroy the self-reacting immune cells and produce a new functional immune system, as well as substitute cells for tissue damaged in the course of the disease. Significant results, such as the reestablishment of tolerance and a decrease in the recurrence of autoimmune disease, have been reported following stem cell transplantation in patients with autoimmune disease in Brazil and throughout the world. These results suggest that stem cell transplantation has the potential to become an important therapeutic approach to the treatment of various autoimmune diseases including rheumatoid arthritis, juvenile idiopathic arthritis, systemic lupus erythematosus, multiple sclerosis, systemic sclerosis, Crohn's disease, autoimmune blood cytopenias, and type I diabetes mellitus.

Lack of tolerance for the anti-dyskinetic effects of 7-nitroindazole, a neuronal nitric oxide synthase inhibitor, in rats

7-Nitroindazole (7-NI) inhibits neuronal nitric oxide synthase in vivo and reduces l-DOPA-induced dyskinesias in a rat model of parkinsonism. The aim of the present study was to determine if the anti-dyskinetic effect of 7-NI was subject to tolerance after repeated treatment and if this drug could interfere with the priming effect of l-DOPA. Adult male Wistar rats (200-250 g) with unilateral depletion of dopamine in the substantia nigra compacta were treated with l-DOPA (30 mg/kg) for 34 days. On the 1st day, 6 rats received ip saline and 6 received ip 7-NI (30 mg/kg) before l-DOPA. From the 2nd to the 26th day, all rats received l-DOPA daily and, from the 27th to the 34th day, they also received 7-NI before l-DOPA. Animals were evaluated before the drug and 1 h after l-DOPA using an abnormal involuntary movement scale and a stepping test. All rats had a similar initial motor deficit. 7-NI decreased abnormal involuntary movement induced by l-DOPA and the effect was maintained during the experiment before 7-NI, median (interquartile interval), day 26: 16.75 (15.88-17.00); day 28: 0.00 (0.00-9.63); day 29: 13.75 (2.25-15.50); day 30: 0.5 (0.00-6.25); day 31: 4.00 (0.00-7.13), and day 34: 0.5 (0.00-14.63), Friedman followed by Wilcoxon test,vs day 26, P < 0.05;. The response to l-DOPA alone was not modified by the use of 7-NI before the first administration of the drug (l-DOPA vs time interaction, F1,10 = 1.5, NS). The data suggest that tolerance to the anti-dyskinetic effects of a neuronal nitric oxide synthase inhibitor does not develop over a short-term period of repeated administration. These observations open a possible new therapeutic approach to motor complications of chronic l-DOPA therapy in patients with Parkinson’s disease.

Effect of blocking Rac1 expression in cholangiocarcinoma QBC939 cells

Cholangiocarcinomas (CCs) are malignant tumors that originate from epithelial cells lining the biliary tree and gallbladder. Ras correlative C3 creotoxin substrate 1 (Rac1), a small guanosine triphosphatase, is a critical mediator of various aspects of endothelial cell functions. The objective of the present investigation was to study the effect of blocking Rac1 expression in CCs. Seventy-four extrahepatic CC (ECC) specimens and matched adjacent normal mucosa were obtained from the Department of Pathology, Inner Mongolia Medicine Hospital, between 2007 and 2009. Our results showed that the expression of Rac1 was significantly higher (53.12%) in tumor tissues than in normal tissues. Western blotting data indicated a significant reduction in Rac1-miRNA cell protein levels. Rac1-miRNA cell growth rate was significantly different at 24, 48, and 72 h after transfection. Flow cytometry analysis showed that Rac1-miRNA cells undergo apoptosis more effectively than control QBC939 cells. Blocking Rac1 expression by RNAi effectively inhibits the growth of CCs. miRNA silencing of the Rac1 gene suppresses proliferation and induces apoptosis of QBC939 cells. These results suggest that Rac1 may be a new gene therapy target for CC. Blocking Rac1 expression in CC cells induces apoptosis of these tumor cells and may thus represent a new therapeutic approach.

Eccentric and concentric cardiac hypertrophy induced by exercise training: microRNAs and molecular determinants

Among the molecular, biochemical and cellular processes that orchestrate the development of the different phenotypes of cardiac hypertrophy in response to physiological stimuli or pathological insults, the specific contribution of exercise training has recently become appreciated. Physiological cardiac hypertrophy involves complex cardiac remodeling that occurs as an adaptive response to static or dynamic chronic exercise, but the stimuli and molecular mechanisms underlying transduction of the hemodynamic overload into myocardial growth are poorly understood. This review summarizes the physiological stimuli that induce concentric and eccentric physiological hypertrophy, and discusses the molecular mechanisms, sarcomeric organization, and signaling pathway involved, also showing that the cardiac markers of pathological hypertrophy (atrial natriuretic factor, β-myosin heavy chain and α-skeletal actin) are not increased. There is no fibrosis and no cardiac dysfunction in eccentric or concentric hypertrophy induced by exercise training. Therefore, the renin-angiotensin system has been implicated as one of the regulatory mechanisms for the control of cardiac function and structure. Here, we show that the angiotensin II type 1 (AT1) receptor is locally activated in pathological and physiological cardiac hypertrophy, although with exercise training it can be stimulated independently of the involvement of angiotensin II. Recently, microRNAs (miRs) have been investigated as a possible therapeutic approach since they regulate the translation of the target mRNAs involved in cardiac hypertrophy; however, miRs in relation to physiological hypertrophy have not been extensively investigated. We summarize here profiling studies that have examined miRs in pathological and physiological cardiac hypertrophy. An understanding of physiological cardiac remodeling may provide a strategy to improve ventricular function in cardiac dysfunction.

Evaluation of renal function in sickle cell disease patients in Brazil

The objective of this study was to investigate renal function in a cohort of 98 patients with sickle cell disease (SCD) followed up at a tertiary hospital in Brazil. Clinical and laboratory characteristics at the time of the most recent medical examination were analyzed. Renal function was evaluated by the estimation of glomerular filtration rate (GFR) by the criteria of the Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration (CKD-EPI). We compared patients with normal GFR to patients with decreased GFR (<60 mL·min-1·(1.73 m²)-1) and hyperfiltration (>120 mL·min-1·(1.73 m²)-1). Comparison between patients according to the use of hydroxyurea and comparison of clinical and laboratory parameters according to GFR were also carried out. Average patient age was 33.8 ± 13.3 years (range 19-67 years), and 57 (58.1%) patients were females. The comparison of patients according to GFR showed that patients with decreased GFR (<60 mL·min-1·(1.73 m²)-1) were older, had lower levels of hematocrit, hemoglobin and platelets and higher levels of urea and creatinine. Independent risk factors for decreased GFR were advanced age (OR = 21.6, P < 0.0001) and anemia (OR = 39.6, P < 0.0001). Patients with glomerular hyperfiltration tended to be younger, had higher levels of hematocrit, hemoglobin and platelets and lower levels of urea and creatinine, with less frequent urinary abnormalities. Hydroxyurea, at the dosage of 500-1000 mg/day, was being administered to 28.5% of the patients, and there was no significant difference regarding renal function between the two groups. Further studies are required to establish the best therapeutic approach to renal abnormalities in SCD.

Possible roles of COX-1 in learning and memory impairment induced by traumatic brain injury in mice

People who suffer from traumatic brain injury (TBI) often experience cognitive deficits in spatial reference and working memory. The possible roles of cyclooxygenase-1 (COX-1) in learning and memory impairment in mice with TBI are far from well known. Adult mice subjected to TBI were treated with the COX-1 selective inhibitor SC560. Performance in the open field and on the beam walk was then used to assess motor and behavioral function 1, 3, 7, 14, and 21 days following injury. Acquisition of spatial learning and memory retention was assessed using the Morris water maze on day 15 post-TBI. The expressions of COX-1, prostaglandin E2 (PGE2), interleukin (IL)-6, brain-derived neurotrophic factor (BDNF), platelet-derived growth factor BB (PDGF-BB), synapsin-I, and synaptophysin were detected in TBI mice. Administration of SC560 improved performance of beam walk tasks as well as spatial learning and memory after TBI. SC560 also reduced expressions of inflammatory markers IL-6 and PGE2, and reversed the expressions of COX-1, BDNF, PDGF-BB, synapsin-I, and synaptophysin in TBI mice. The present findings demonstrated that COX-1 might play an important role in cognitive deficits after TBI and that selective COX-1 inhibition should be further investigated as a potential therapeutic approach for TBI.

Influence of transcutaneous electrical stimulation on heterotopic ossification: an experimental study in Wistar rats

Heterotopic ossification (HO) is a metaplastic biological process in which there is newly formed bone in soft tissues, resulting in joint mobility deficit and pain. Different treatment modalities have been tried to prevent HO development, but there is no consensus on a therapeutic approach. Since electrical stimulation is a widely used resource in physiotherapy practice to stimulate joint mobility, with analgesic and anti-inflammatory effects, its usefulness for HO treatment was investigated. We aimed to identify the influence of electrical stimulation on induced HO in Wistar rats. Thirty-six male rats (350-390 g) were used, and all animals were anesthetized for blood sampling before HO induction, to quantify the serum alkaline phosphatase. HO induction was performed by bone marrow implantation in both quadriceps of the animals, which were then divided into 3 groups: control (CG), transcutaneous electrical nerve stimulation (TENS) group (TG), and functional electrical stimulation (FES) group (FG) with 12 rats each. All animals were anesthetized and electrically stimulated twice per week, for 35 days from induction day. After this period, another blood sample was collected and quadriceps muscles were bilaterally removed for histological and calcium analysis and the rats were killed. Calcium levels in muscles showed significantly lower results when comparing TG and FG (P<0.001) and between TG and CG (P<0.001). Qualitative histological analyses confirmed 100% HO in FG and CG, while in TG the HO was detected in 54.5% of the animals. The effects of the muscle contractions caused by FES increased HO, while anti-inflammatory effects of TENS reduced HO.

Chimiohyperthermie intrapéritonéale à l’oxaliplatine dans le traitement de la carcinose péritonéale d’origine appendiculaire

Objectif : La carcinose péritonéale (CP) d’origine appendiculaire est une pathologie rare avec un pauvre pronostic à long terme. Le but de cette étude fut d’évaluer une approche agressive utilisée dans notre institution au cours des cinq dernières années. Méthodes : Les données de tous les patients avec CP d’origine appendiculaire ont été recueillies et analysées de façon prospective. Le traitement consista en une cytoréduction chirurgicale complète de la CP suivie d’une chimiohyperthermie intrapéritonéale (CHIP) à l’oxaliplatine (460 mg/m2) dans 2 L/m2 de D5% à 43°C pendant 30 minutes. Résultats : De février 2003 à mars 2007, 38 patients eurent une laparotomie à visée curative. Vingt-trois patients reçurent la CHIP. Par contre, chez 10 patients, une cytoréduction complète fut impossible et pour 5 autres patients, la chirurgie de « second-look » s’est révélée négative ; ils ne reçurent donc pas de CHIP. Le suivi moyen fut de 23 mois. La survie globale à 3 ans fut de 100% pour le groupe « second-look » négatif, 86% pour le groupe CHIP et 29% pour les patients avec maladie non-résécable (p=0.0098). La survie sans maladie (SSM) à 3 ans fut de 49% pour les patients du groupe CHIP. Le grade histologique fut identifié comme facteur pronostique en regard de la SSM dans le groupe CHIP (p=0.011). Il y eut un décès post-opératoire. Le taux de complications chez les patients traités fut de 39%, incluant les abcès intra-abdominaux (22%), les hémorragies (18%) et les fuites anastomotiques (9%). Conclusion : Bien que ces résultats soient préliminaires, cette approche thérapeutique semble à la fois faisable et sécuritaire chez des patients sélectionnés.

Intraoperative hemodynamic instability during and after separation from cardiopulmonary bypass : importance, mechanism and prevention

Chaque année, environ 1 à 1,25 million d’individus subiront une chirurgie cardiaque. [1] Environ 36 000 chirurgies cardiaques sont effectuées au Canada et 8000 procédures au Québec (http://www.ccs.ca). Le vieillissement de la population aura pour conséquence que la chirurgie cardiaque sera offerte à des patients de plus en plus à risque de complications, principalement en raison d’une co-morbidité plus importante, d’un risque de maladie coronarienne plus élevée, [2] d’une réserve physiologique réduite et par conséquent un risque plus élevé de mortalité à la suite d’une chirurgie cardiaque. L’une des complications significatives à la suite d’une chirurgie cardiaque est le sevrage difficile de la circulation extracorporelle. Ce dernier inclut la période au début du sevrage de la circulation extracorporelle et s’étend jusqu’au départ du patient de la salle d’opération. Lorsque le sevrage de la circulation extracorporelle est associé à une défaillance ventriculaire droite, la mortalité sera de 44 % à 86 %. [3-7] Par conséquent le diagnostic, l’identification des facteurs de risque, la compréhension du mécanisme, la prévention et le traitement du sevrage difficile de la circulation extracorporelle seront d’une importance majeure dans la sélection et la prise en charge des patients devant subir une chirurgie cardiaque. Les hypothèses de cette thèse sont les suivantes : 1) le sevrage difficile de la circulation extracorporelle est un facteur indépendant de mortalité et de morbidité, 2) le mécanisme du sevrage difficile de la circulation extracorporelle peut être approché d’une façon systématique, 3) la milrinone administrée par inhalation représente une alternative préventive et thérapeutique chez le patient à risque d’un sevrage difficile de la circulation extracorporelle après la chirurgie cardiaque.

Caractérisation de l'interaction de l'auto-antigène ADN topoisomérase I avec les fibroblastes dans la sclérose systémique

La sclérose systémique (ScS) est une maladie auto-immune d’origine inconnue qui est caractérisée par des atteintes vasculaires, des dérèglements cellulaire et immunitaire. La majorité des patients atteints de ScS possède des auto-anticorps dirigés contre des protéines nucléaires. Ces auto-anticorps sont associés à des manifestations cliniques spécifiques favorisant la classification et le diagnostic de la ScS. Les anti-ADN topoisomérase I (antitopo) sont l’un des principaux auto-anticorps retrouvés dans la ScS. Ils sont associés à la forme la plus grave de la maladie, soit la forme diffuse. Celle-ci se caractérise par une importante fibrose progressant vers une atteinte viscérale. La fibrose résulte d’une production excessive et dérégulée de matrice extracellulaire par les fibroblastes. Bien que les anti-topo soient associés à un très mauvais pronostic et qu’ils corrèlent avec l’activité et la sévérité de la maladie, leur rôle dans la pathogenèse de la ScS n’est pas élucidé. Toutefois, depuis que certains auto-antigènes ont démontré des fonctions additionnelles lorsque retrouvés dans le milieu extracellulaire, leur contribution suscite un intérêt marqué. En effet, ces auto-antigènes, dits bifonctionnels, influencent la physiologie de certaines cellules en se liant à leur surface. Ainsi, la détermination du rôle de ces autoantigènes ouvre la voie pour l’exploration du rôle potentiellement pathogène de leurs autoanticorps. Tout d’abord, nous avons démontré que l’auto-antigène topo, ciblée par les antitopo, pouvait influencer la physiologie du fibroblaste suite à l’activation de voies de signalisations intracellulaires stimulant la migration cellulaire. Nos résultats suggèrent fortement que la topo stimule le fibroblaste suite à son interaction avec le CCR7, un récepteur de chimiokine, présent à sa surface. Nous avons également démontré que la topo utilisait les protéoglycans à chaînes d’héparanes sulfates (HSPG) à titre de corécepteurs. Il avait été démontré que la topo liée à la surface des fibroblastes entraînait le recrutement d’anti-topo, l’adhésion et l’activation monocytaires. Nous avons ici démontré que la présence d’anticorps anti-topo entraîne l’amplification de la liaison de la topo au niveau des HSPG. De ce fait, le complexe immun à la surface des fibroblastes pourrait contribuer à l’initiation d’une cascade inflammatoire propice au développement d’une fibrose, caractéristique de la ScS. En dernier lieu, nos résultats nous ont permis de suggérer l’utilisation de l’héparine et des héparines de bas poids moléculaires comme approche thérapeutique pour la ScS puisqu’elles permettent autant de prévenir la liaison du complexe immun topo/anti-topo au niveau des HSPG que de le dissocier une fois lié. En résumé, notre étude soutient d’abord le rôle actif de l’auto-antigène dans la physiologie des fibroblastes mais également le rôle pathogène des anti-topo en présence de la topo dans la ScS. Finalement, les résultats de notre étude permettent de proposer une approche thérapeutique potentielle pour inhiber le développement d’une cascade inflammatoire et pro-fibrotique.

Régulation du métabolisme et du transport des lipides dans les macrophages : potentiel anti-athérosclérotique des ligands du CD36

Les maladies cardiovasculaires sont la principale cause de morbidité et de mortalité dans les pays industrialisés. Le récepteur CD36, exprimé à la surface des macrophages, joue un rôle déterminant dans l’internalisation des lipoprotéines oxydées menant à la formation des cellules spumeuses dans l’espace sous endothélial, première étape du développement des lésions athérosclérotiques. Nous avons montré précédemment que les sécrétines de l’hormone de croissance sont des ligands du récepteur CD36 qui possèdent un site de liaison qui chevauche celui des lipoprotéines oxydées. Cependant, aucune étude n’avait rapporté les effets potentiels des ligands sélectifs du CD36 sur la progression des lésions athérosclérotiques et le métabolisme lipidique au niveau des macrophages. Ainsi, ce projet de doctorat visait à évaluer le potentiel anti-athérosclérotique du EP 80317, un ligand sélectif du CD36, et élucider les mécanismes à l’origine de ses effets sur le métabolisme et le transport des lipides au niveau des macrophages. À cette fin, des souris déficientes en apolipoprotéine E (apoE-/-), nourries avec une diète riche en lipides et en cholestérol, ont été traitées quotidiennement pendant 12 semaines avec le EP 80317, montrant un puissant effet anti-athérosclérotique associé à une réduction de 51% des lésions aortiques et de 30% du taux plasmatique de cholestérol total. Cette même étude a permis de montrer une réduction de l’internalisation des lipoprotéines oxydées ainsi qu’une augmentation de l’expression des gènes/protéines impliqués dans l’efflux du cholestérol au niveau des macrophages, comme le peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPARγ), liver x receptor α (LXRα) et les transporteurs ABCA1 et ABCG1, entraînant une réduction de la formation des cellules spumeuses. Ces observations nous ont conduits à élucider les mécanismes moléculaires engendrés par la liaison d’un ligand sélectif au récepteur CD36 dans les macrophages. Les études ont permis de montrer que les ligands du CD36 entraînent une augmentation de l’efflux du cholestérol vers les transporteurs ABCA1 et ABCG1 en augmentant l’expression protéique de la cyclooxygénase 2 (COX-2) consécutive à la phosphorylation de la MAP kinase ERK1/2. L’activation de COX-2 stimule la production intracellulaire de la prostaglandine 15d-PGJ2, cette dernière conduisant à l’activation du PPARγ. Finalement, une troisième étude nous a permis de mettre en évidence les effets du EP 80317 sur le transport inverse du cholestérol in vivo. L’injection de macrophages J774 radiomarqués avec du cholestérol tritié dans la cavité péritonéale de souris avec le EP 80317 nous a permis de montrer que le EP 80317 entraîne une réduction de la radioactivité retrouvée dans le foie tandis qu’il augmente celle retrouvée dans les fèces par comparaison aux souris contrôles, sans néanmoins modifier le profil plasmatique du radiotraceur entre les deux groupes. De plus, l’expression des gènes impliqués dans le transport du cholestérol au niveau intestinal comme le LXRα, ABCA1, ABCG5 ainsi que ABCG8 ont été régulés à la hausse par le EP 80317 tandis que l’expression de NPC1L1, un transporteur impliqué dans l’absorption du cholestérol, a été régulé à la baisse. Toutefois, les gènes impliqués dans le métabolisme du cholestérol au niveau du foie ne sont pas modulés par le EP 80317. En conclusion, les travaux effectués dans le cadre de cette thèse nous ont permis de montrer que l’activation du récepteur CD36 par le EP 80317 pourrait s’avérer être une nouvelle approche thérapeutique pour le traitement de l’athérosclérose. Les effets anti-athérosclérotiques et hypocholestérolémiants des ligands synthétiques du récepteur CD36 sont en partie engendrés par 1) la régulation du métabolisme des lipides au niveau des macrophages en réponse à l’activation du PPARγ par son ligand endogène, le 15d-PGJ2 et 2) par une augmentation du transport inverse du cholestérol, particulièrement par une augmentation de l’efflux transintestinal.

Effets directs et aigus de médicaments insulinosensibilisateurs sur la cellule bêta des îlots pancréatiques : de l’outil de recherche à l’identification de la décélération métabolique comme mode d’action

Le diabète de type 2 (DT2) apparaît lorsque la sécrétion d’insuline par les cellules β des îlots du pancréas ne parvient plus à compenser la résistance à l’insuline des organes cibles. Parmi les médicaments disponibles pour traiter le DT2, deux classes agissent en améliorant la sensibilité à l’insuline : les biguanides (metformine) et les thiazolidinediones (pioglitazone et rosiglitazone). Des études suggèrent que ces médicaments protègent également la fonction des cellules β. Dans le but d’identifier des mécanismes par lesquels les médicaments insulinosensibilisateurs protègent les cellules β, nous avons étudié les effets aigus de la metformine et de la pioglitazone sur le métabolisme et la fonction des cellules INS 832/13, sécrétrices d’insuline et des îlots pancréatiques isolés de rats. Nous avons aussi validé in vivo avec des rats Wistar les principales observations obtenues en présence de pioglitazone grâce à des clamps glucidiques et par calorimétrie indirecte. Le traitement aigu des cellules β avec de la pioglitazone ou de la metformine inhibe la sécrétion d’insuline induite par le glucose en diminuant la sensibilité des cellules au glucose (inhibition en présence de concentrations intermédiaires de glucose seulement). Dans les mêmes conditions, les traitements inhibent aussi plusieurs paramètres du métabolisme mitochondrial des nutriments et, pour la pioglitazone, du métabolisme des lipides. Les composés affectent le métabolisme en suivant un patron d’inhibition similaire à celui observé pour la sécrétion d’insuline, que nous avons nommé « décélération métabolique ». La capacité de la pioglitazone à inhiber la sécrétion d’insuline et à ralentir le métabolisme mitochondrial de façon aigüe se confirme in vivo. En conclusion, nous avons identifié la décélération métabolique de la cellule β comme nouveau mode d’action pour les médicaments insulinosensibilisateurs. La décélération métabolique causée par les agents insulinosensibilisateurs les plus utilisés semble provenir d’une inhibition du métabolisme mitochondrial et pourrait être impliquée dans les bienfaits de ceux-ci dans un contexte de stress métabolique. Le fait que les deux agents insulinosensibilisateurs étudiés agissent à la fois sur la sensibilité à l’insuline et sur la sécrétion d’insuline, les deux composantes majeures du DT2, pourrait expliquer pourquoi ils sont parmi les agents antidiabétiques les plus efficaces. La décélération métabolique est une approche thérapeutique à considérer pour le traitement du DT2 et d’autres maladies métaboliques.