938 resultados para Epithelial Caco-2 Cells
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CONTEXTE: Bien que la dysfunction mitochondriale et le stress oxydant jouent des rôles prépondérants dans plusieurs conditions pathologiques, ils n’ont pas été étudiés de façon extensive au niveau du tube digestif qui est constamment exposé aux oxydants (provenant de l’alimentation) et à divers agents pathogènes. L’ingestion simultanée de sels ferreux et d’acide ascorbique peut causer le dommage des macromolécules par oxydation. Le ‘’Nuclear factor erythroid 2 related factor’’ (Nrf2) est un important facteur de transcription sensible au potentiel redox et qui protège contre le stress oxydant en induisant des gènes anti-oxydants et de detoxification par sa liaison à l’élément de réponse antioxydante (ARE). Les fonctions anti-oxydantes et anti-inflammatoires de Nrf2 ont été décrites dans une variété de types cellulaires et de tissus. Cependant son rôle est très peu connu au niveau du tube digestif. OBJECTIFS: Les objectifs sont d’évaluer comment la peroxydation lipidique médiée par le fer/ascorbate (FE/ASC) affecte les fonctions mitochondriales dans les cellules Caco-2/15, et de déterminer l’ampleur de l’implication de Nrf2. MÉTHODES: Le stress oxydant a été induit dans les cellules Caco2/15 en les traitant avec 0.2mm/2mm de FE/ASC. L’augmentation de l’expression de Nrf2 a été obtenue suite au prétraitement des cellules Caco2/15 avec 50 μM d’Olitpraz (OPZ), un puissant activateur. L’invalidation du gène de Nrf2 a été réalisée dans les cellules par transfection avec un vecteur lentiviral contenant un shRNA contre Nrf2. RÉSULTATS: Nos résultats montrent que le traitement des cellules Caco-2/15 avec du FE/ASC (0.2 mm/2 mm) augmente les niveaux du malondialdehyde (MDA), réduit la production d’ATP, entraîne une surcharge mitochondriale de calcium, active l’expression protéique du cytochrome C et de l’AIF (apoptotic inducing factor), réduit l’activité des complexes I, II, 2 III et IV de la chaîne respiratoire mitochondriale, augmente les niveaux de 8-OHdG, un marqueur des dommages à l’ADN mitochondrial, diminue la DNA glycosylase, et altère les expressions génique et protéique des facteurs de transcription mitochondriaux (mtTFA, mtTFB1, mtTFB2). De plus, nos observations montrent que l’induction et l’activation de Nrf2 dans les cellules Caco-2/15 résultent en: une augmentation des enzymes anti-oxydantes endogènes (catalase, glutathion peroxydase, et superoxyde dismutase), une réduction du facteur nucléaire NFκβ et de TNF-α, une augmentation de la production d’ ATP et de l’activité des complexes respiratoires (I, II, III, IV) et de PGC-1α, et une régulation des niveaux de la prohibitine mitochondriale, du Bcl-2 anti-apoptotique et de l’occludine. CONCLUSION: Dans l’ensemble, nos résultats montrent que l’exposition aigüe des cellules Caco-2/15 à la peroxydation par le FE/ASC entraîne des effets pathologiques sur les fonctions mitochondriales et l’intégrité de l’ADN, qui sont abolis par l’induction de Nrf2. Il en ressort que Nrf2 joue un rôle majeur dans la protection de l’épithélium intestinal contre le stress oxydant.
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AIDA-I (adhesin involved in diffuse adherence) est une importante adhésine autotransporteur exprimée par certaines souches de Escherichia. coli impliquée dans la colonisation des porcelets sevrés causant la diarrhée post-sevrage et la maladie de l’œdème. Une précédente étude de notre laboratoire a identifié l’apolipoprotéine AI (ApoAI) du sérum porcin, la protéine structurale des lipoprotéines à haute densité, comme récepteur cellulaire putatif de AIDA-I. L’interaction entre ces deux protéines doit être caractérisée. Ici, nous montrons par ELISA que AIDA-I purifiée est capable d’interagir avec l’ApoAI humaine, mais également avec les apolipoprotéines B et E2. L’ApoAI est rencontrée sous deux formes, soit libre ou associée aux lipides. Nous montrons que la forme libre n’interagit pas avec les bactéries AIDA-I+ mais s’associe spécifiquement à l’ApoAI membranaire de cellules épithéliales HEp-2. Afin d’étudier le rôle de l’ApoAI dans l’adhésion des bactéries, nous avons infecté des cellules HEp-2 en présence d’anticorps dirigés contre l’ApoAI, mais l’adhésion des bactéries AIDA I+ n’a jamais été réduite. De plus, l’induction de l’expression de l’ApoAI par fénofibrate et GW7647 chez les cellules Caco 2 polarisée et Hep G2, n’a pas permis l’augmentation de l’adhésion cellulaire des E. coli exprimant AIDA-I. Notre étude suggère davantage que l’interaction entre AIDA-I et ApoAI n’intervient pas dans les mécanismes d’adhésion cellulaire.
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En lien avec l’augmentation constante de l’obésité, de plus en plus de personnes sont atteintes de résistance à l’insuline ou de diabète de type 2. Ce projet doctoral s’est surtout intéressé à l’une des conséquences majeures des pathologies cardiométaboliques, soit la dyslipidémie diabétique. À cet égard, les gens présentant une résistance à l’insuline ou un diabète de type 2 sont plus à risque de développer des perturbations lipidiques caractérisées essentiellement par des taux élevés de triglycérides et de LDL-cholestérol ainsi que de concentrations restreintes en HDL-cholestérol dans la circulation. Les risques de maladies cardiovasculaires sont ainsi plus élevés chez ces patients. Classiquement, trois organes sont connus pour développer l’insulino-résistance : le muscle, le tissu adipeux et le foie. Néanmoins, certaines évidences scientifiques commencent également à pointer du doigt l’intestin, un organe critique dans la régulation du métabolisme des lipides postprandiaux, et qui pourrait, conséquemment, avoir un impact important dans l’apparition de la dyslipidémie diabétique. De façon très intéressante, des peptides produits par l’intestin, notamment le GLP-1 (glucagon-like peptide-1), ont déjà démontré leur potentiel thérapeutique quant à l’amélioration du statut diabétique et leur rôle dans le métabolisme intestinal lipoprotéinique. Une autre évidence est apportée par la chirurgie bariatrique qui a un effet positif, durable et radical sur la perte pondérale, le contrôle métabolique et la réduction des comorbidités du diabète de type 2, suite à la dérivation bilio-intestinale. Les objectifs centraux du présent programme scientifique consistent donc à déterminer le rôle de l’intestin dans (i) l’homéostasie lipidique/lipoprotéinique en réponse à des concentrations élevées de glucose (à l’instar du diabète) et à des peptides gastro-intestinaux tels que le PYY (peptide YY); (ii) la coordination du métabolisme en disposant de l’AMPK (AMP-activated protein kinase) comme senseur incontournable permettant l’ajustement précis des besoins et disponibilités énergétiques cellulaires; et (iii) l’ajustement de sa capacité d’absorption des graisses alimentaires en fonction du gain ou de la perte de sa sensibilité à l’insuline démontrée dans les spécimens intestinaux humains prélevés durant la chirurgie bariatrique. Dans le but de confirmer le rôle de l’intestin dans la dyslipidémie diabétique, nous avons tout d’abord utilisé le modèle cellulaire intestinal Caco-2/15. Ces cellules ont permis de démontrer qu’en présence de hautes concentrations de glucose en basolatéral, telle qu’en condition diabétique, l’intestin absorbe davantage de cholestérol provenant de la lumière intestinale par l’intermédiaire du transporteur NPC1L1 (Niemann Pick C1-like 1). L’utilisation de l’ezetimibe, un inhibiteur du NPC1L1, a permis de contrecarrer cette augmentation de l’expression de NPC1L1 tout comme l’élévation de l’absorption du cholestérol, prouvant ainsi que le NPC1L1 est bel et bien responsable de cet effet. D’autre part, des travaux antérieurs avaient identifié certains indices quant à un rôle potentiel du peptide intestinal PYY au niveau du métabolisme des lipides intestinaux. Toutefois, aucune étude n’avait encore traité cet aspect systématiquement. Pour établir définitivement l’aptitude du PYY à moduler le transport et le métabolisme lipidique dans l’intestin, nous avons utilisé les cellules Caco-2/15. Notre étude a permis de constater que le PYY incubé du côté apical est capable de réduire significativement l’absorption du cholestérol et le transporteur NPC1L1. Puisque le rôle de l'AMPK dans l'intestin demeure inexploré, il est important non seulement de définir sa structure moléculaire, sa régulation et sa fonction dans le métabolisme des lipides, mais aussi d'examiner l'impact de l’insulino-résistance et du diabète de type 2 (DT2) sur son statut et son mode d’action gastro-intestinal. En employant les cellules Caco-2/15, nous avons été capables de montrer (i) la présence de toutes les sous-unités AMPK (α1/α2/β1/β2/γ1/γ2/γ3) avec une différence marquée dans leur abondance et une prédominance de l’AMPKα1 et la prévalence de l’hétérotrimère α1/β2/γ1; (ii) l’activation de l’AMPK par la metformine et l’AICAR, résultant ainsi en une phosphorylation accrue de l’enzyme acétylCoA carboxylase (ACC) et sans influence sur l'HMG-CoA réductase; (iii) la modulation négative de l’AMPK par le composé C et des concentrations de glucose élevées avec des répercussions sur la phosphorylation de l’ACC. D’autre part, l’administration de metformine au Psammomys obesus, un modèle animal de diabète et de syndrome métabolique, a conduit à (i) une régulation positive de l’AMPK intestinale (phosphorylation de l’AMPKα-Thr172); (ii) la réduction de l'activité ACC; (iii) l’augmentation de l’expression génique et protéique de CPT1, supportant une stimulation de la β-oxydation; (iv) une tendance à la hausse de la sensibilité à l'insuline représentée par l’induction de la phosphorylation d'Akt et l’inactivation de la phosphorylation de p38; et (v) l’abaissement de la formation des chylomicrons ce qui conduit à la diminution de la dyslipidémie diabétique. Ces données suggèrent que l'AMPK remplit des fonctions clés dans les processus métaboliques de l'intestin grêle. La preuve flagrante de l’implication de l’intestin dans les événements cardiométaboliques a été obtenue par l’examen des spécimens intestinaux obtenus de sujets obèses, suite à une chirurgie bariatrique. L’exploration intestinale nous a permis de constater chez ceux avec un indice HOMA élevé (marqueur d’insulinorésistance) (i) des défauts de signalisation de l'insuline comme en témoigne la phosphorylation réduite d'Akt et la phosphorylation élevée de p38 MAPK; (ii) la présence du stress oxydatif et de marqueurs de l'inflammation; (iii) la stimulation de la lipogenèse et de la production des lipoprotéines riches en triglycérides avec l’implication des protéines clés FABP, MTP et apo B-48. En conclusion, l'intestin grêle peut être classé comme un tissu insulino-sensible et répondant à plusieurs stimuli nutritionnels et hormonaux. Son dérèglement peut être déclenché par le stress oxydatif et l'inflammation, ce qui conduit à l'amplification de la lipogenèse et la synthèse des lipoprotéines, contribuant ainsi à la dyslipidémie athérogène chez les patients atteints du syndrome métabolique et de diabète de type 2.
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Evidence from in vivo and in vitro studies suggests that the consumption of pro- and prebiotics may inhibit colon carcinogenesis; however, the mechanisms involved have, thus far, proved elusive. There are some indications from animal studies that the effects are being exerted during the promotion stage of carcinogenesis. One feature of the promotion stage of colorectal cancer is the disruption of tight junctions, leading to a loss of integrity across the intestinal barrier. We have used the Caco-2 human adenocarcinoma cell line as a model for the intestinal epithelia. Trans-epithelial electrical resistance measurements indicate Caco-2 monolayer integrity, and we recorded changes to this integrity following exposure to the fermentation products of selected probiotics and prebiotics, in the form of nondigestible oligosaccharides (NDOs). Our results indicate that NDOs themselves exert varying, but generally minor, effects upon the strength of the tight junctions, whereas the fermentation products of probiotics and NDOs tend to raise tight junction integrity above that of the controls. This effect was bacterial species and oligosaccharide specific. Bifidobacterium Bb 12 was particularly effective, as were the fermentation products of Raftiline and Raftilose. We further investigated the ability of Raftilose fermentations to protect against the negative effects of deoxycholic acid (DCA) upon tight junction integrity. We found protection to be species dependent and dependent upon the presence of the fermentation products in the media at the same time as or after exposure to the DCA. Results suggest that the Raftilose fermentation products may prevent disruption of the intestinal epithelial barrier function during damage by tumor promoters.
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Intimin, an outer membrane protein encoded by eaeA, is a key determinant for the formation of attaching and effacing (AE) lesions by enterohaemorrhagic Escherichia coli (EHEC). To investigate the role of intimin in adherence, the eaeA gene was insertionally inactivated in three EHEC O157:H7 strains of diverse origin. The absence or presence of intimin did not correlate with the extent of adhesion of mutant or wild-type O157:H7 in tissue culture and neonatal calf gut tissue explant adherence assays. Adherence of the eaeA mutants to HEp-2 cells was diffuse with no evidence of intimate attachment whereas wild-type bacteria formed microcolonies and AE lesions. Intimin-independent adherence to neonatal calf gut explants was demonstrated by eaeA mutants and wild-type strains which adhered in the greatest numbers to colon but least well to rumen tissue. These results confirm that intimin is necessary for intimate attachment and that additional adherence factors are involved in intimin-independent adherence.
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Prostaglandins (PG) are bioactive lipids derived from the metabolism of membrane polyunsaturated fatty acids (PUFA), and play important roles in a number of biological processes including cell division, immune responses and wound healing. Cyclooxygenase (COX) is the key enzyme in PG synthesis from arachidonic acid. The hypothesis of the present study was that expression of COX-2 in porcine intestine was dependent on the microbial load and the age of piglets. Piglets were obtained from sows raised either on outdoor free-range farms or on indoor commercial farms, and littermates were divided into three treatments: One group of piglets suckled the sow, a second group was put into an isolator and fed a milk formula, and a third group was put into the isolator fed milk formula and injected with broad spectrum antibiotics. Samples were collected from the 75% level of the small intestine at day 5, 28 and 56 of age. Tissue section from four piglets from each of these six treatment groups was analysed by immunofluorescence for COX-2 and type-IV collagen (basement membrane, defining lamina propria (LP)). Image analysis was used to determine the number of positive pixels expressing LP and epithelial COX-2. COX-2 expressing cells were observed in LP and epithelium in all porcine intestinal samples. When analysing images obtained on day 28, injection of antibiotics seemed to reduce the COX-2 expression in intestinal samples of piglets when compared to other treatments (P=0.053). No significant effect of farm, treatments or age of piglets was observed on COX-2 expressing data when analysing all data of images obtained at day 28 and 56. By double-labelling experiments, COX-2 was found not to be expressed on cell co-expressing CD45, CD16, CD163 or CD2, thus indicating that mucosal leukocytes, including dendritic cells, macrophages and NK cells did not express COX-2. Future research should investigate the role of COX-2 expression in the digestive tract in relation to pig health.
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Ginger (Zingiber officinale Roscoe) has been proposed as a promising candidate for cancer prevention. Its modifying potential on the process of colon carcinogenesis induced by 1,2-dimethylhydrazine (DMH) was investigated in male Wistar rats using the aberrant crypt foci (ACF) assay. Five groups were studied: Groups 1-3 were given four s.c. injections of DMH (40 mg/kg b.w.) twice a week, during two weeks, whereas Groups 4 and 5 received similar injections of EDTA solution (DMH vehicle). After DMH-initiation, the animals were fed a ginger extract mixed in the basal diet at 0.5% (Group 2) and 1.0% (Groups 3 and 4) for 10 weeks. All rats were killed after 12 weeks and the colons were analyzed for ACF formation and crypt multiplicity. The rates of cell proliferation and apoptosis were also evaluated in epithelial colonic crypt cells. Dietary consumption of ginger at both dose levels did not induce any toxicity in the rats, but ginger meal at 1% decreased significantly serum cholesterol levels (p < 0.038). Treatment with ginger did not suppress ACF formation or the number of crypts per ACF in the DMH-treated group. Dietary ginger did not significantly change the proliferative or apoptosis indexes of the colonic crypt cells induced by DMH. Thus, the present results did not confirm a chemopreventive activity of ginger on colon carcinogenesis as analyzed by the ACF bioassay and by the growth kinetics of the colonic mucosa. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.
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Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
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The innate and adaptive immune responses of dendritic cells (DCs) to enteroinvasive Escherichia coli (EIEC) infection were compared with DC responses to Shigella flexneri infection. EIEC triggered DCs to produce interleukin (IL)-10, IL-12 and tumour necrosis factor (TNF)-alpha, whereas S. flexneri induced only the production of TNF-alpha. Unlike S. flexneri, EIEC strongly increased the expression of toll like receptor (TLR)-4 and TLR-5 in DCs and diminished the expression of co-stimulatory molecules that may cooperate to inhibit CD4(+) T-lymphocyte proliferation. The inflammation elicited by EIEC seems to be related to innate immunity both because of the aforementioned results and because only EIEC were able to stimulate DC transmigration across polarised Caco-2 cell monolayers, a mechanism likely to be associated with the secretion of CC chemokine ligands (CCL) 20 and TNF-alpha. Understanding intestinal DC biology is critical to unravelling the infection strategies of EIEC and may aid in the design of treatments for infectious diseases.
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A new diruthenium(II,III) complex, of formula [Ru2Cl(ket)(4)], Ruket, containing the non-steroidal anti-inflammatory drug ketoprofen was synthesized and mainly characterized by electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS), UV-Vis-IR electronic spectroscopy and FTIR and Raman vibrational spectroscopies. The four drug-carboxylato bridging ligands stabilize a Ru-2(II,III) mixed valent core in a paddlewheel type structure as confirmed by ESI mass spectra, electronic and vibrational spectroscopies and magnetic measurements. Ruket and the analogous compounds containing ibuprofen, Ruibp, and naproxen, Runpx, were tested for the biological effects in the human colon carcinoma cells HT-29 and Caco-2 expressing high and low levels of COX-2 respectively. All compounds only weakly affected the proliferation of the colorectal cancer cells HT-29 and Caco-2, and similarly only partially inhibited the production/activity of MMP-2 and MMP-9 by HT-29 cells, suggesting that COX-2 inhibition by these drugs can only partially be involved in the pharmacological effects of these derivatives. (c) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.
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As deregulation of miRNAs and chemokine CCL20 was shown to play a role in colorectal cancer (CRC) pathogenesis, we analyzed the functional interactions of candidate miRNAs with CCL20 mRNA. After target prediction software programs indicated a role for miR-21 in CCL20 regulation, we applied the luciferase reporter assay system to demonstrate that miR-21 functionally interacts with the 3'UTR of CCL20 mRNA and down-regulates CCL20 in miR-21 mimic transfected CRC cell lines (Caco-2, SW480 and SW620). Thus, regulation of CCL20 expression by miR-21 might be a regulatory mechanism involved in progression of CRC.
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Enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) are the causative agent of hemolytic-uremic syndrome. In the first stage of the infection, EHEC interact with human enterocytes to modulate the innate immune response. Inducible NO synthase (iNOS)-derived NO is a critical mediator of the inflammatory response of the infected intestinal mucosa. We therefore aimed to analyze the role of EHEC on iNOS induction in human epithelial cell lines. In this regard, we show that EHEC down-regulate IFN-gamma-induced iNOS mRNA expression and NO production in Hct-8, Caco-2, and T84 cells. This inhibitory effect occurs through the decrease of STAT-1 activation. In parallel, we demonstrate that EHEC stimulate the rapid inducible expression of the gene hmox-1 that encodes for the enzyme heme oxygenase-1 (HO-1). Knock-down of hmox-1 gene expression by small interfering RNA or the blockade of HO-1 activity by zinc protoporphyrin IX abrogated the EHEC-dependent inhibition of STAT-1 activation and iNOS mRNA expression in activated human enterocytes. These results highlight a new strategy elaborated by EHEC to control the host innate immune response.
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Abstract Sphingosine kinases (SKs) are key enzymes regulating the production of sphingosine-1-phosphate (S1P), which determines important cell responses including cell growth and death. Here we show that renal mesangial cells isolated from wild-type, SK-1(-/-), and SK-2(-/-) mice show a differential response to apoptotic stimuli. Wild-type mesangial cells responded to staurosporine with increased DNA fragmentation and caspase-3 processing, which was enhanced in SK-1(-/-) cells. In contrast, SK-2(-/-) cells were highly resistant to staurosporine-induced apoptosis. Furthermore, the basal phosphorylation and activity of the anti-apoptotic protein kinase B (PKB) and of its substrate Bad were decreased in SK-1(-/-) but not in SK-2(-/-) cells. Upon staurosporine treatment, phosphorylation of PKB and Bad decreased in wild-type and SK-1(-/-) cells, but remained high in SK-2(-/-) cells. In addition, the anti-apoptotic Bcl-X(L) was significantly upregulated in SK-2(-/-) cells, which may further contribute to the protective state of these cells. In summary, our data show that SK-1 and SK-2 have opposite effects on the capacity of mesangial cells to resist apoptotic stimuli. This is due to differential modulation of the PKB/Bad pathway and of Bcl-X(L) expression. Thus, subtype-selective targeting of SKs will be critical when considering these enzymes as therapeutic targets for the treatment of inflammation or cancer.
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Colorectal cancer (CRC) develops from multiple progressive modifications of normal intestinal epithelium into adenocarcinoma. Loss of cell polarity has been implicated as an early event in this process, but the molecular players involved are not well known. NHERF1 (Na+/H+ Exchanger Regulatory Factor 1) is an adaptor protein with apical membrane localization in polarized epithelia. In this study, we tested our hypothesis that NHERF1 plays a role in CRC. We examined surgical CRC resection specimens for changes in NHERF1 expression, and modeled these changes in two- and three-dimensional (2D and 3D) Caco-2 CRC cell systems. NHERF1 had significant alterations from normal to adenoma and carcinoma transitions (2=38.5, d.f.=4, P<0.001), displaying apical membrane localization in normal tissue but loss of expression in adenoma and ectopic overexpression in carcinoma. In Caco-2 cell models, NHERF1 depletion induced epithelial-mesenchymal-transition in 2D cell monolayers and disruption of apical-basal polarity in 3D cyst system. The mesenchymal phenotype of NHERF1-depleted cells was fully restored by re-expression of NHERF1 at the apical membrane. Cytoplasmic and nuclear NHERF1 re-expression not only failed to restore the epithelial phenotype but led to more aggressive phenotypes. Our findings suggest that membrane NHERF1 is an important regulator of epithelial morphogenesis, and that changes in NHERF1 expression correlate with CRC progression. NHERF1 loss and ectopic expression that induce massive disruption of epithelial cell polarity may, thereby, mark important steps in CRC development.