Étude du rôle régulateur de la lamine B1 dans l’activation plaquettaire : base moléculaire de la thromboprotection chez les patients porteurs d'anticoagulant lupique et d'anti-lamine B1

Les anticorps anti-phospholipides (aPL), tels que les anticoagulants lupiques (LAC), sont associés au développement récurrent de thromboses chez les patients atteints du lupus érythémateux disséminé (LED). Il a été observé que des titres élevés d’auto-anticorps antilamine B1 (anti-LB1), chez des patients porteurs de LAC, diminuent le risque de ces manifestations thrombotiques. Toutefois, la relation existant entre la lamine B1 (LB1), les anti-LB1 et la thromboprotection n’est toujours pas expliquée. Dans cette étude, nous avons donc cherché à comprendre comment la LB1 et les anti-LB1 induisent cette thromboprotection. Nous avons testé les effets d'anti-LB1 purifiés et de LB1 recombinante sur l'activation des cellules endothéliales et des plaquettes. Nous avons été en mesure de déterminer que la LB1, contrairement aux anti-LB1, possède une activité anti-plaquettaire. En effet, la LB1 réduit l’activation et l’agrégation plaquettaires in vitro et in vivo. Cette activité est due à une liaison directe de la LB1 aux plaquettes, suivie par une internalisation rapide dans des vésicules de clathrine. Par co-immunoprécipitation, nous avons découvert que la LB1 interagit avec le récepteur de l’insuline situé sur la membrane plaquettaire. La liaison de la LB1 à ce récepteur entraîne vraisemblablement son internalisation et l'inhibition d'une des cascades de signalisation normalement induite par le récepteur de l’insuline, menant éventuellement à l’inhibition des fonctions plaquettaires. L’ajout d’anti-LB1 purifiés dans nos expériences a permis d'augmenter de façon significative la persistance de la LB1 dans les plaquettes, une observation confirmée par la détection de LB1 uniquement dans les lysats de plaquettes prélevées chez des patients anti-LB1 positifs. iv Nos résultats suggèrent que la LB1 prend part aux mécanismes régulateurs des processus d’hémostase chez des sujets sains et que la présence d’anti-LB1, chez les patients lupiques, prolonge la persistance de cet auto-antigène dans les plaquettes, les empêchant ainsi de s’activer. Ce mécanisme expliquerait la diminution du risque de thrombose chez les patients LAC positifs porteurs d’anti-LB1 circulants.

Contribution différentielle du tissu adipeux mâle et femelle dans l’établissement du diabète de type 2 et des altérations cardiovasculaires : rôle de l’apport lipidique

Au cours des dernières années, il est devenu évident que les sociétés des pays industrialisés sont à haut risque de maladies métaboliques. Une alimentation riche en énergie (lipide/glucide), combinée à une sédentarité accrue, est un facteur environnemental contribuant à l'augmentation de la prévalence de maladies reliées spécifiquement à des troubles endocriniens comme l'obésité et le diabète. Le traitement de ces désordres métaboliques doit donc passer par la connaissance et la compréhension des mécanismes moléculaires qui contrôlent ces désordres et le développement de traitements ciblés vers les facteurs responsables. Le tissu adipeux est une glande endocrine qui sécrète des substances, regroupées sous le terme d'adipokines, qui contrôlent l'homéostasie énergétique. L'augmentation de la masse adipeuse est responsable du développement de dérégulation hormonale qui mène à des dysfonctions physiologiques et métaboliques. Pour contrecarrer le développement démesuré du tissu adipeux, la signalisation insulinique ainsi que l’apport énergétique, responsables de la différenciation adipocytaire, doivent être inhibés. In vivo, la leptine, adipokine dont la concentration est corrélée à la masse adipeuse, présente des actions pro ou anti-insuliniques dans l’organisme pour réguler ce phénomène. Elle favorise l’effet inhibiteur de l’insuline sur la synthèse hépatique de glucose alors qu’elle s’oppose à son action sur l’expression des enzymes glucokinase et phosphoénol-pyruvate carboxykinase. La leptine influence aussi le taux circulant de triglycérides en diminuant sa concentration plasmatique. D'autre part, l'adiponectine, adipokine insulino- sensibilisante, voit sa sécrétion diminuée avec la prise de poids. La sensibilité à l'insuline est ainsi diminuée au fur et à mesure que le débalancement de ces deux adipokines s'accentue. La résistance à l'insuline s'installe alors pour s'opposer au stockage énergétique et à la prise illimitée de poids et la glycémie augmente. L'augmentation du glucose sanguin stimule la sécrétion d'insuline au niveau des cellules pancréatiques. C'est le diabète caractérisé par une hyperglycémie et une résistance à l'insuline. Le diabète, une des premières causes de mortalité dans le monde, est plus répandu sous sa forme non insulinodépendante (diabète de type 2, DT2) liée à l'obésité. Récemment, différents facteurs de transcription ont été identifiés comme régulateurs de l'expression d'une panoplie de gènes impliqués dans le métabolisme glucidique et lipidique. Parmi eux, les récepteurs des inducteurs de la prolifération des peroxysomes (PPAR, Peroxisome Proliferator-Activated Receptor), appartenant à la famille des récepteurs nucléaires. Les PPAR ont été démontrés comme ayant un rôle central dans le contrôle de la transcription des gènes codants pour des protéines impliquées dans le métabolisme : les adipokines. PPARg, en plus de son implication dans le contrôle de l'homéostasie glucidique et lipidique, est reconnu comme étant un facteur de transcription pivot régulant l'adipogenèse du fait de son expression majeure dans le tissu adipeux. D'autre part, il est bien établi maintenant que l'obésité et le diabète sont des facteurs contribuant au développement du processus inflammatoire vasculaire caractéristique de l’athérosclérose. En effet, les cellules endothéliales et musculaires lisses, principales composantes de la média de l’artère, sont très sensibles aux altérations métaboliques. Une diminution de la sensibilité à l’insuline entraine une réduction de la disponibilité du glucose et l’utilisation des acides gras comme alternatif par ces cellules. Ceci induit l’accumulation des acides gras oxydés dans l’intima et leur filtration dans la média pour former un core lipidique. Bien que l’induction de la dysfonction endothéliale soit impliquée très précocement, certaines études pointent l’accumulation lipidique dans les cellules musculaires lisses vasculaires (CML) et leur dysfonction comme déclencheurs de l’athérosclérose. Ce travail visait donc, dans un premier temps, à développer un modèle d'altérations métaboliques liées à la modulation de l'activité du tissu adipeux via une alimentation riche en lipides. Dans un second temps, cette étude tentait d'évaluer l’impact des adipocytes de souris sur les CML vasculaires et sur la modulation de leurs fonctions dans ce modèle d'altérations métaboliques et DT2 liés à l'alimentation et à l'obésité. Ainsi, par le biais de deux diètes pauvres en cholestérol à profil lipidique différent, nous avons développé un modèle murin présentant divers stades d'altérations du métabolisme allant jusqu'au DT2 en lien avec l'obésité chez les mâles et chez les femelles. D’autre part, des signes de cardiomyopathie ainsi qu’une modulation du taux des adipokines sont reliés à ces mêmes diètes. Parallèlement, l’activité de PPAR!2 est modulée chez les souris sous diètes enrichies en gras. Ensuite, nous avons démontré que les adipocytes, provenant de souris alimentées avec une diète enrichie en gras, modulaient la migration et la prolifération des CML comparativement au groupe contrôle. Ces modulations dépendaient en grande partie de la nature de la diète consommée, mais également du sexe de la souris. Par ailleurs, les altérations fonctionnelles des CML, couplées à des modulations géniques, sont associées aux changements du profil de sécrétion des adipokines mesurées chez les adipocytes. L’ensemble de ces travaux suggère une action directe de la nature de la stimulation du tissu adipeux blanc dans la modulation du profil de sécrétion des adipokines et l'induction du DT2 in vivo. Ces altérations de la physiologie adipocytaire se reflètent in vitro où le tissu adipeux contribue aux altérations physiopathologiques des CML liées au DT2. Ainsi, cette étude est l'une des premières à établir un lien direct entre les modulations adipocytaires et les effets de leurs sécrétions sur la physiologie des CML. Ces observations peuvent être exploitées cliniquement dans un développement futur d’outils thérapeutiques visant à prévenir et à traiter les troubles métaboliques et le DT2, en ciblant le tissu adipeux comme entité métabolique et endocrine.

Genetic association study of plasma creatine kinase levels in the Montreal Heart Institute Hospital Cohort

Il a déjà été démontré que les statines (ou inhibiteurs de la HMG-CoA réductase) sont efficaces pour réduire le LDL-cholestérol et elles se sont depuis établies comme étant le pilier dans le traitement de la dyslipidémie. Toutefois, environ 10 pourcent des utilisateurs de statines souffrent d'effets indésirables, généralement sous forme de myopathie qui est souvent accompagnée d’un taux élevé de la créatine kinase (CK) plasmatique. Il est fréquent que les patients doivent arrêter les statines à cause d’un taux de CK dépassant un seuil de référence. Nous avons examiné le taux de CK de près de 6000 participants de la biobanque de l’ICM, qui ont récemment été génotypés à l'aide de la micropuce d'ADN ExomChip d'Illumina. Des études antérieures ont démontré une association significative entre le taux de CK plasmatique et des polymorphismes génétiques et nous avons cherché à répliquer ces résultats par association génétique et à l'aide du test SKAT pour les polymorphismes rares. Nous avons répliqué les résultats dans le gène CKM (rs11559024, p=1.59x10-23) et le gène LILRB5 (rs12975366, p=1.44x10-26) dans le chromosome 19. Nous espérons que ces résultats seront éventuellement utilisés en clinique pour la prédiction des taux de référence de CK personnalisés selon le profil génétique des patients utilisateurs de statines.

Étude du trafic cellulaire de la convertase de proprotéine PCSK9 responsable de la dégradation du récepteur des lipoprotéines de faible densité (LDLR)

Les maladies cardiovasculaires (MCV) sont la principale cause de mortalité dans les pays industrialisés. L'hypercholestérolémie constitue un facteur de risque majeur pour les MCV. Elle est caractérisée par des niveaux élevés de lipoprotéines de faible densité (LDL, aussi appelé “mauvais cholestérol”). La présence prolongée de haut niveaux de LDL dans la circulation augmente le risque de formation de plaques athérosclérotiques, ce qui peut conduire à l'obstruction des artères et l'infarctus du myocarde. Le LDL est normalement extrait du sang par sa liaison au récepteur du LDL (LDLR) qui est responsable de son endocytose dans les hépatocytes. Des études génétiques humaines ont identifié PCSK9 (proprotein convertase subtilisin/kexin type 9) comme le troisième locus responsable de l'hypercholestérolémie autosomique dominante après le LDLR et son ligand l’apolipoprotéine B-100. PCSK9 interagit avec le LDLR et induit sa dégradation, augmentant ainsi les niveaux plasmatiques de LDL. Les mutations gain de fonction (GF) de PCSK9 sont associées à des niveaux plasmatiques élevés de LDL et à l'apparition précoce des MCV, alors que les mutations perte de fonction (PF) de PCSK9 diminuent le risque de MCV jusqu’à ~ 88% grâce à une réduction du LDL circulant. De ce fait, PCSK9 constitue une cible pharmacologique importante pour réduire le risque de MCV. PCSK9 lie le LDLR à la surface cellulaire et/ou dans l'appareil de Golgi des hépatocytes et provoque sa dégradation dans les lysosomes par un mécanisme encore mal compris. Le but de cette étude est de déterminer pourquoi certaines mutations humaines de PCSK9 sont incapables de dégrader le LDLR tandis que d'autres augmentent sa dégradation dans les lysosomes. Plusieurs mutations GF et PF de PCSK9 ont été fusionnées à la protéine fluorecente mCherry dans le but d'étudier leur mobilité moléculaire dans les cellules hépatiques vivantes. Nos analyses quantitatives de recouvrement de fluorescence après photoblanchiment (FRAP) ont montré que les mutations GF (S127R et D129G) avaient une mobilité protéique plus élevée (> 35% par rapport au WT) dans le réseau trans- Golgien. En outre, nos analyses quantitatives de recouvrement de fluorescence inverse après photoblanchiment (iFRAP) ont montré que les mutations PF de PCSK9 (R46L) avaient une mobilité protéique plus lente (<22% par rapport au WT) et une fraction mobile beaucoup plus petite (<40% par rapport au WT). Par ailleurs, nos analyses de microscopie confocale et électronique démontrent pour la toute première fois que PCSK9 est localisée et concentrée dans le TGN des hépatocytes humains via son domaine Cterminal (CHRD) qui est essentiel à la dégradation du LDLR. De plus, nos analyses sur des cellules vivantes démontrent pour la première fois que le CHRD n'est pas nécessaire à l'internalisation de PCSK9. Ces résultats apportent de nouveaux éléments importants sur le mécanisme d'action de PCSK9 et pourront contribuer ultimement au développement d'inhibiteurs de la dégradation du LDLR induite par PCSK9.

A continuum receptor model of hepatic lipoprotein metabolism

A mathematical model describing the uptake of low density lipoprotein (LDL) and very low density lipoprotein (VLDL) particles by a single hepatocyte cell is formulated and solved. The model includes a description of the dynamic change in receptor density on the surface of the cell due to the binding and dissociation of the lipoprotein particles, the subsequent internalisation of bound particles, receptors and unbound receptors, the recycling of receptors to the cell surface, cholesterol dependent de novo receptor formation by the cell and the effect that particle uptake has on the cell's overall cholesterol content. The effect that blocking access to LDL receptors by VLDL, or internalisation of VLDL particles containing different amounts of apolipoprotein E (we will refer to these particles as VLDL-2 and VLDL-3) has on LDL uptake is explored. By comparison with experimental data we find that measures of cell cholesterol content are important in differentiating between the mechanisms by which VLDL is thought to inhibit LDL uptake. We extend our work to show that in the presence of both types of VLDL particle (VLDL-2 and VLDL-3), measuring relative LDL uptake does not allow differentiation between the results of blocking and internalisation of each VLDL particle to be made. Instead by considering the intracellular cholesterol content it is found that internalisation of VLDL-2 and VLDL-3 leads to the highest intracellular cholesterol concentration. A sensitivity analysis of the model reveals that binding, unbinding and internalisation rates, the fraction of receptors recycled and the rate at which the cholesterol dependent free receptors are created by the cell have important implications for the overall uptake dynamics of either VLDL or LDL particles and subsequent intracellular cholesterol concentration. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Oxidation of low density lipoprotein by iron at lysosomal pH: implications for atherosclerosis

Low density lipoprotein (LDL) has recently been shown to be oxidised by iron within the lysosomes of macrophages and this is a novel potential mechanism for LDL oxidation in atherosclerosis. Our aim was to characterise the chemical and physical changes induced in LDL by iron at lysosomal pH and to investigate the effects of iron chelators and α-tocopherol on this process. LDL was oxidised by iron at pH 4.5 and 37°C and its oxidation monitored by spectrophotometry and HPLC. LDL was oxidised effectively by FeSO4 (5-50 µM) and became highly aggregated at pH 4.5, but not at pH 7.4. Cholesteryl esters decreased and after a pronounced lag 7-ketocholesterol increased greatly. Total hydroperoxides (measured by tri-iodide assay) increased up to 24 h and then decreased only slowly. The lipid composition after 12 h at pH 4.5 and 37°C was similar to that of LDL oxidised by copper at pH 7.4 and 4°C, i.e. rich in hydroperoxides but low in oxysterols. Previously oxidised LDL aggregated rapidly and spontaneously at pH 4.5, but not at pH 7.4. Ferrous was much more effective than ferric iron at oxidising LDL when added after the oxidation was already underway. The iron chelators diethylenetriaminepentaacetic acid and, to a lesser extent, desferrioxamine inhibited LDL oxidation when added during its initial stages, but were unable to prevent LDL aggregating after it had been partially oxidised. Surprisingly, desferrioxamine increased the rate of LDL modification when added late in the oxidation process. α-Tocopherol enrichment of LDL initially increased the oxidation of LDL, but inhibited it later. The presence of oxidised and highly aggregated lipid within lysosomes has the potential to perturb the function of these organelles and to promote atherosclerosis.

Redox-sensitive prosurvival and proapoptotic protein expression in the myocardial remodeling post-infarction in rats

In this study, we investigated the oxidative stress influence in some prosurvival and proapoptotic proteins after myocardial infarction (MI). Male Wistar rats were divided in two groups: Sham-operated (control) and MI. MI was induced by left coronary artery occlusion. 28-days after surgery, echocardiographic, morphometric, and hemodynamic parameters were evaluated. Redox status (reduced to oxidized glutathione ratio, GSH/GSSG) and hydrogen peroxide levels (H(2)O(2)) were measured in heart tissue. The p-ERK/ERK, p-Akt/Akt, p-mTOR/mTOR and p-GSK-3 beta/GSK-3 beta ratios, as well as apoptosis-inducing factor (AIF) myocardial protein expression were quantified by Western blot. MI group showed an increase in cardiac hypertrophy (23%) associated with a decrease in ejection fraction (38%) and increase in left ventricular end-diastolic pressure (82%) when compared to control, characterizing ventricular dysfunction. Redox status imbalance was seen in MI animals, as evidenced by the decrease in the GSH/GSSG ratio (30%) and increased levels of H(2)O(2) (45%). This group also showed an increase in the ERK phosphorylation and a reduction of Akt and mTOR phosphorylation when compared to control. Moreover, we showed a reduction in the GSK-3 beta phosphorylation and an increase in AIF protein expression in MI group. Taken together, our results show increased H(2)O(2) levels and cellular redox imbalance associated to a higher p-ERK and AIF immunocontent, which would contribute to a maladaptive hypertrophy phenotype.

Analytical quantification of low-density lipoprotein using europium tetracycline indicator

Low-density lipoprotein (LDL) is known as `bad` cholesterol. If too much LDL circulates in the blood it can be retained in the walls of the arteries, causing atherosclerosis. In this paper we showed an alternative method to quantify LDL using the europium tetracycline (EuTc) indicator. The optical properties of the EuTc complex were investigated in aqueous solutions containing LDL. An enhancement was observed of the europium luminescence in the solutions with LDL compared those without the lipoprotein. A method to quantify the amount of LDL in a sample, based on EuTc enhanced luminescence, is proposed. The enhancement mechanism is also discussed. Copyright (C) 2009 John Wiley & Sons, Ltd.

Investigation of the Europium Emission Spectra of the Europium-Oxytetracycline Complex in the Presence of Human Low-Density Lipoproteins

Low-Density Lipoprotein (LDL), often known as ""bad cholesterol"" is one of the responsible to increase the risk of coronary arterial diseases. For this reason, the cholesterol present in the LDL particle has become one of the main parameters to be quantified in routine clinical diagnosis. A number of tools are available to assess LDL particles and estimate the cholesterol concentration in the blood. The most common methods to quantify the LDL in the plasma are the density gradient ultracentrifugation and nuclear magnetic resonance (NMR). However, these techniques require special equipments and can take a long time to provide the results. In this paper, we report on the increase of the Europium emission in Europium-oxytetracycline complex aqueous solutions in the presence of LDL. This increase is proportional to the LDL concentration in the solution. This phenomenum can be used to develop a method to quantify the number of LDL particles in a sample. A comparison between the performances of the oxytetracycline and the tetracycline in the complexes is also made.

Taurine bromamine: A potent oxidant of tryptophan residues in albumin

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

The structure of a native L-amino acid oxidase, the major component of the Vipera ammodytes ammodytes venomic, reveals dynamic active site and quaternary structure stabilization by divalent ions

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Impact of the training program on lipid profile and cardiac health

The aim of this study was to investigate the effects of training programs on serum lipid profile and myocardial oxidative stress. Male Wistar rats (2 mo-old) were divided into three groups (n=8): sedentary (S), loadless trained (T) and trained-overload 2% body weight (TL). T and TL were trained through swimming for 9 weeks. T and TL rats had increased myocardial lipoperoxide (TBA) and lipid hydroperoxide (HP), whereas HP was higher in TL than in T animals. Superoxide dismutase (SOD) activities were lowest in TL. Myocardial glutathione peroxidase (GSH-Px) was lower in TL than in T and S rats. TL decreased HDL-cholesterol and increased LDL-cholesterol. The serum lactate dehydrogenase and TBA were increased, while SOD and GSH-Px activities were decreased in TL rats. Loadless training was able to improve HDL-cholesterol and to reduce LDL-cholesterol. In conclusion, the loadless training program induced beneficial effects on lipid profile, while overload training induced dyslipidemic profile that was associated with serum oxidative stress. The overload training program was deleterious relative to loadless training program, increasing myocardial oxidative stress.

Effects of apolipoprotein B-100 on the metabolism of a lipid microemulsion model in rats

In previous studies, it was shown that lipid microemulsions resembling LDL (LDE) but not containing protein, acquire apolipoprotein E when injected into the bloodstream and bind to LDL receptors (LDLR) using this protein as ligand. Aiming to evaluate the effects of apolipoprotein (apo) B-100 on the catabolism of these microemulsions, LDE with incorporated apo B-100 (LDE-apoB) and native LDL, all labeled with radioactive lipids were studied after intraarterial injection into Wistar rats. Plasma decay curves of the labels were determined in samples collected over 10 h and tissue uptake was assayed from organs excised from the animals sacrificed 24 h after injection. LDE-apo B had a fractional clearance rate (FCR) similar to native LDL (0.40 and 0.33, respectively) but both had FCR pronouncedly smaller than LDE (0.56, P<0.01). Liver was the main uptake site for LDE, LDE-apoB, and native LDL, but LDE-apoB and native LDL had lower hepatic uptake rates than LDE. Pre-treatment of the rats with 17 alpha-ethinylestradiol, known to upregulate LDLR, accelerated the removal from plasma of both LDE and LDE-apoB, but the effect was greater upon LDE than LDE-apoB. These differences in metabolic behavior documented in vivo can be interpreted by the lower affinity of LDLR for apo B-100 than for apo E, demonstrated in in vitro studies. Therefore, our study shows in vivo that, in comparison with apo E, apo B is a less efficient ligand to remove lipid particles such as microemulsions or lipoproteins from the intravascular compartment. (C) 1999 Elsevier B.V. B.V. All rights reserved.

Immunization of Balb/c mice with modified auto-antigens for induction of autoimmune sialoadenitis

Sjögren's syndrome is an autoimmune disease characterized by sialoadenitis and elevated titers of autoantibodies. To assess whether it is possible to induce inflammatory changes in salivary gland tissues, a series of immunizations in Balb/c mice have been undertaken, using salivary gland extract, modified or not, added to several adjuvants. Mice's humoral immune response to salivary gland antigens was monitored by ELISA. Inflammatory cells infiltrating gland tissue were seen 3 months after immunization with salivary gland extract modified with pepsin (AgGp) and metaperiodate (AgGMp). Although pathological progression was not observed, the histopathological picture was similar to the initial phase of Sjögren's syndrome. In addition, a monoclonal antibody reactive with 3 gland polypeptides and anhydrase carbonic II was rescued among B cells from immunized mice. Thus, immunizations with modified autoantigens were able to initiate pathological damage to glandular tissue and stimulate the proliferation of auto-reactive B cells.

A importância da contraimunoeletroforese na detecção de antígenos nucleares extraíveis SS-A/Ro e SS-B/La para diagnóstico de doença reumática sistêmica

Pós-graduação em Patologia - FMB