Differential expression of the GABA transporters GAT-1 and GAT-3 in brains of rats, cats, monkeys and humans

The homeostasis of GABA is critical to normal brain function. Extracellular levels of GABA are regulated mainly by plasmalemmal gamma-aminobutyric acid (GABA) transporters. Whereas the expression of GABA transporters has been extensively studied in rodents, validation of this data in other species, including humans, has been limited. As this information is crucial for our understanding of therapeutic options in human diseases such as epilepsy, we have compared, by immunocytochemistry, the distributions of the GABA transporters GAT-1 and GAT-3 in rats, cats, monkeys and humans. We demonstrate subtle differences between the results reported in the literature and our results, such as the predominance of GAT-1 labelling in neurons rather than astrocytes in the rat cortex. We note that the optimal localisation of GAT-1 in cats, monkeys and humans requires the use of an antibody against the human sequence carboxyl terminal region of GAT-1 rather than against the slightly different rat sequence. We demonstrate that GAT-3 is localised mainly to astrocytes in hindbrain and midbrain regions of rat brains. However, in species such as cats, monkeys and humans, additional strong immunolabelling of oligodendrocytes has also been observed. We suggest that differences in GAT distribution, especially the expression of GAT-3 by oligodendrocytes in humans, must be accommodated in extrapolating rodent models of GABA homeostasis to humans.

Developmental Vitamin D-3 deficiency alters the adult rat brain

There is growing evidence that Vitamin D-3 (1,25-dihydroxyvitamin D-3) is involved in brain development. We have recently shown that the brains of newborn rats from Vitamin D-3 deficient dams were larger than controls, had increased cell proliferation, larger lateral ventricles, and reduced cortical thickness. Brains from these animals also had reduced expression of nerve growth factor (NGF) and glial cell line-derived neurotrophic factor. The aim of the current study was to examine if there were any permanent outcomes into adulthood when the offspring of Vitamin D-3 deficient dams were restored to a normal diet. The brains of adult rats were examined at 10 weeks of age after Vitamin D-3 deficiency until birth or weaning. Compared to controls animals that were exposed to transient early Vitamin D-3 deficiency had larger lateral ventricles, reduced NGF protein content, and reduced expression of a number genes involved in neuronal structure, i.e. neurofilament or MAP-2 or neurotransmission, i.e. GABA-(alpha 4). We conclude that transient early life hypovitaminosis D-3 not only disrupts brain development but leads to persistent changes in the adult brain. In light of the high incidence of hypovitammosis D-3 in women of child-bearing age, the public health implications of these findings warrant attention. (c) 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

Differential regulation of suppressor of cytokine signaling-3 in the liver and adipose tissue of the sheep fetus in late gestation

Differential regulation of suppressor of cytokine signaling-3 in the liver and adipose tissue of the sheep fetus in late gestation. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 290: R1044 - R1051, 2006. First published November 10, 2005; doi: 10.1152/ajpregu. 00573.2005. - It is unknown whether the JAK/STAT/suppressor of cytokine signaling-3 (SOCS-3) intracellular signaling pathway plays a role in tissue growth and metabolism during fetal life. We investigated whether there is a differential profile of SOCS-3 expression in the liver and perirenal adipose tissue during the period of increased fetal growth in late gestation and the impact of fetal growth restriction on SOCS-3 expression in the fetal liver. We also determined whether basal SOCS-3 expression in the fetal liver and perirenal adipose tissue is regulated by endogenous fetal prolactin (PRL). SOCS-3 mRNA abundance was higher in the liver than in the pancreas, spleen, and kidney of the sheep fetus during late gestation. In the liver, SOCS-3 mRNA expression was increased (P < 0.05) between 125 (n < 4) and 145 days (n < 7) gestation and lower (P < 0.05) in growth-restricted compared with normally grown fetal sheep in late gestation. The relative expression of SOCS-3 mRNA in the fetal liver was directly related to the mean plasma PRL concentrations during a 48-h infusion of either a dopaminergic agonist, bromocriptine (n < 7), or saline (n < 5), such that SOCS-3 mRNA expression was lower when plasma PRL concentrations decreased below similar to 20 ng/ml [y = 0.99 - (2.47/x) + (4.96/x(2)); r(2) = 0.91, P < 0.0001, n < 12]. No relationship was shown between the abundance of phospho-STAT5 in the fetal liver and circulating PRL. SOCS-3 expression in perirenal adipose tissue decreased (P < 0001) between 90 - 91 (n < 6) and 140 - 145 days (n < 9) gestation and was not related to endogenous PRL concentrations. Thus SOCS-3 is differentially expressed and regulated in key fetal tissues and may play an important and tissue-specific role in the regulation of cellular proliferation and differentiation before birth.

Prolactin and the expression of suppressor of cytokine signaling-3 in the sheep adrenal gland before birth

Prolactin and the expression of suppressor of cytokine signaling-3 in the sheep adrenal gland before birth. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 291: R1399-R1405, 2006. First published June 29, 2006; doi: 10.1152/ajpregu.00252.2006.-The fetal pituitary-adrenal axis plays a key role in the fetal response to intrauterine stress and in the timing of parturition. The fetal sheep adrenal gland is relatively refractory to stimulation in midgestation (90-120 days) before the prepartum activation, which occurs around 135 days gestation (term = 147 +/- 3 days). The mechanisms underlying the switch from adrenal quiescence to activation are unclear. Therefore, we have investigated the expression of suppressor of cytokine signaling-3 (SOCS-3), a putative inhibitor of tissue growth in the fetal sheep adrenal between 50 and 145 days gestation and in the adrenal of the growth-restricted fetal sheep in late gestation. SOCS-3 is activated by a range of cytokines, including prolactin (PRL), and we have, therefore, determined whether PRL administered in vivo or in vitro stimulates SOCS-3 mRNA expression in the fetal adrenal in late gestation. There was a decrease (P < 0.005) in SOCS-3 expression in the fetal adrenal between 54 and 133 days and between 141 and 144 days gestation. Infusion of the dopaminergic agonist, bromocriptine, which suppressed fetal PRL concentrations but did not decrease adrenal SOCS-3 mRNA expression. PRL administration, however, significantly increased adrenal SOCS-3 mRNA expression (P < 0.05). Similarly, there was an increase (P < 0.05) in SOCS-3 mRNA expression in adrenocortical cells in vitro after exposure to PRL (50 ng/ml). Placental and fetal growth restriction had no effect on SOCS-3 expression in the adrenal during late gestation. In summary, the decrease in the expression of the inhibitor SOCS-3 after 133 days gestation may be permissive for a subsequent increase in fetal adrenal growth before birth. We conclude that factors other than PRL act to maintain adrenal SOCS-3 mRNA expression before 133 days gestation but that acute elevations of PRL can act to upregulate adrenal SOCS-3 expression in the sheep fetus during late gestation.

Solution structure and novel insights into the determinants of the receptor specificity of human relaxin-3

Relaxin- 3 is the most recently discovered member of the relaxin family of peptide hormones. In contrast to relaxin- 1 and - 2, whose main functions are associated with pregnancy, relaxin- 3 is involved in neuropeptide signaling in the brain. Here, we report the solution structure of human relaxin- 3, the first structure of a relaxin family member to be solved by NMR methods. Overall, relaxin- 3 adopts an insulin- like fold, but the structure differs crucially from the crystal structure of human relaxin- 2 near the B- chain terminus. In particular, the B- chain C terminus folds back, allowing Trp(B27) to interact with the hydrophobic-core. This interaction partly blocks the conserved RXXXRXXI motif identified as a determinant for the interaction with the relaxin receptor LGR7 and may account for the lower affinity of relaxin- 3 relative to relaxin for this receptor. This structural feature is likely important for the activation of its endogenous receptor, GPCR135.

Apoptotic cell-derived ICAM-3 promotes both macrophage chemoattraction to and tethering of apoptotic cells

Damaged, aged or unwanted cells are removed from the body by an active process known as apoptosis. This highly orchestrated programme results in cell disassembly and the exposure of ‘flags’ at the dying cell surface that permit recognition and removal by viable cells (phagocytes). Efficient phagocytic removal of dying cells is essential to prevent inflammatory and autoimmune disorders. Relatively little is known of the molecular mechanisms underlying changes at the apoptotic cell surface. We have previously shown that ICAM-3 (a heavily glycosylated, leukocyte-restricted Immunoglobulin Super-Family member) undergoes a change of function as cells die so that it acts as a molecular ‘flag’ to mediate corpse removal. Our work seeks to characterise apoptosis-associated changes in ICAM-3 and define their role in ICAM-3’s novel function in apoptotic cell clearance. Here we extend earlier studies to show that apoptotic cell-associated ICAM-3 functions, at least minimally, to tether apoptotic leukocytes to macrophages via an undefined receptor. Whilst CD14 has been suggested as a possible innate immune receptor for apoptotic cell-associated ICAM-3, we demonstrate ICAM-3 functions for apoptotic cell clearance in the absence of CD14. Our data additionally indicate, that during apoptosis, leukocytes display early changes in cell surface glycosylation and a marked reduction in ICAM-3, a change that correlates with a reduction in cell volume. This reduction in ICAM-3 is explained by cell surface shedding of microparticles (‘apoptotic bodies’) that contain ICAM-3. Such microparticles, released from apoptotic leukocytes, are strongly chemoattractive for macrophages. In addition, microparticles from ICAM-3-deficient leukocytes are significantly less chemoattractive than microparticles from their ICAM-3-replete counterparts. Taken together these data support the hypothesis that ICAM-3 acts as an apoptotic cell-associated ligand to tether dying cells to phagocytes in a CD14-independent manner. Furthermore our data suggest that released ICAM-3 may promote the recruitment of phagocytes to sites of leukocyte apoptosis.

Apoptotic cell-derived ICAM-3 promotes both macrophage chemoattraction to and tethering of apoptotic cells

Damaged, aged or unwanted cells are removed from the body by an active process known as apoptosis. This highly orchestrated programme results in cell disassembly and the exposure of ‘flags’ at the dying cell surface that permit recognition and removal by viable cells (phagocytes). Efficient phagocytic removal of dying cells is essential to prevent inflammatory and autoimmune disorders. Relatively little is known of the molecular mechanisms underlying changes at the apoptotic cell surface. We have previously shown that ICAM-3 (a heavily glycosylated, leukocyte-restricted Immunoglobulin Super-Family member) undergoes a change of function as cells die so that it acts as a molecular ‘flag’ to mediate corpse removal. Our work seeks to characterise apoptosis-associated changes in ICAM-3 and define their role in ICAM-3’s novel function in apoptotic cell clearance. Here we extend earlier studies to show that apoptotic cell-associated ICAM-3 functions, at least minimally, to tether apoptotic leukocytes to macrophages via an undefined receptor. Whilst CD14 has been suggested as a possible innate immune receptor for apoptotic cell-associated ICAM-3, we demonstrate ICAM-3 functions for apoptotic cell clearance in the absence of CD14. Our data additionally indicate, that during apoptosis, leukocytes display early changes in cell surface glycosylation and a marked reduction in ICAM-3, a change that correlates with a reduction in cell volume. This reduction in ICAM-3 is explained by cell surface shedding of microparticles (‘apoptotic bodies’) that contain ICAM-3. Such microparticles, released from apoptotic leukocytes, are strongly chemoattractive for macrophages. In addition, microparticles from ICAM-3-deficient leukocytes are significantly less chemoattractive than microparticles from their ICAM-3-replete counterparts. Taken together these data support the hypothesis that ICAM-3 acts as an apoptotic cell-associated ligand to tether dying cells to phagocytes in a CD14-independent manner. Furthermore our data suggest that released ICAM-3 may promote the recruitment of phagocytes to sites of leukocyte apoptosis.

D9.5 – Exploitation Plan (version 1 of 3)

The RAGE Exploitation Plan is a living document, to be upgraded along the project lifecycle, supporting RAGE partners in defining how the results of the RAGE RIA will be used both in commercial and non-comercial settings. The Exploitation Plan covers the entire process from the definition of the business case for the RAGE Ecosystem to the creation of the sustainability conditions for its real-world operation beyond the H2020 project co-funding period. The Exploitation Plan will be published in three incremental versions, due at months 18, 36 and 42 of the project lifetime. This early stage version 1 of 3 is mainly devoted to: i. Setting-up the structure and the initial building blocks to be populated and completed in the future editions of the Exploitation Plan and to ii. providing additional guidance for market intelligence gathering, business modelling definition and validation, outreach and industry engagement and ultimately providing insights for the development, validation and evaluation of RAGE results across the project´s workplan execution. These tasks will in turn render suitable inputs to enhance the two future editions of the Exploitation Plan.

Effets préventifs et thérapeutiques des polyphénols dans un modèle in vitro et in vivo de maladie inflammatoire de l’intestin : caractérisation des polyphénols de la pelure de pomme et de la canneberge par spectrométrie de masse

La muqueuse intestinale est exposée à des agents oxydants provenant de l’ingestion d’aliments modifiés, de cellules immuno-inflammatoires et de la flore intestinale. Une diète élevée en fruits et légumes peut diminuer le stress oxydant (SOx) ainsi que l’inflammation via plusieurs mécanismes. Ces effets bénéfiques peuvent être attribuables à leur contenu élevé en polyphénols. La première étude de mon doctorat consistait à tester l’hypothèse que les polyphénols extraits de pelures de pomme (DAPP) pouvaient diminuer le stress oxydant et l'inflammation impliqués dans les maladies inflammatoires de l'intestin (MII). Nous avons caractérisé les polyphénols des DAPP par spectrométrie de masse (LC-MS) et examiné leur potentiel antioxydant et anti-inflammatoire au niveau des cellules intestinales. L’identification des structures chimiques des polyphénols a été effectuée par LC-MS. Le SOx a été induit par l’ajout du complexe fer/ascorbate (Fe/Asc, 200 µM/2 mM) et l’inflammation par la lipopolysaccharide (LPS, 200µg/mL) à des cellules intestinales Caco-2/15 pré-incubées avec les DAPP (250 µg/mL). L’effet du SOx est déterminé par le dosage du malondialdéhyde (MDA), de la composition des acides gras polyinsaturés et de l’activité des enzymes antioxydantes endogènes (SOD et GPx). L’impact des DAPP sur l’inflammation a été testé par l’analyse de l’expression des marqueurs inflammatoires: cyclooxygénase-2 (COX-2), le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-a et l’interleukine-6 (IL-6) et les facteurs de transcription NF-KB, Nrf-2 et PGC1α par immunobuvardage. Nos données ont montré que les flavonols et les flavan-3-ols constituent les composés polyphénoliques majoritaires des DAPP. L’ajout de Fer2+/Asc a provoqué une augmentation de la peroxidation lipidique comparativement aux cellules contrôles, un appauvrissement des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6, et une modulation des enzymes antioxydantes, se traduisant par une augmentation de l’activité de la SOD et une diminution de la GPx. En contrepartie, les DAPP ont exhibé leur potentiel à corriger la plupart des perturbations, y compris l’expression protéique anormalement élevée du COX-2 et la production de la prostaglandine E2 (PGE2), ainsi que l’inflammation telle que réflétée par les facteurs NF-κB, TNF-α et IL-6. Par ailleurs, les mécanismes sous-jacents à ces changements bénéfiques des DAPP ont fait intervenir les facteurs de transcription antioxydants (Nrf-2, PGC1α). Vraisemblablement, cette première étude a permis de démontrer la capacité des DAPP à amoindrir le SOx et à réduire l’inflammation, deux processus étroitement impliqués dans les MII. Dans la deuxième étape de mon doctorat, nous avons voulu comparer les résultats de DAPP à ceux des polyphénols dérivant de la canneberge qui est considérée par la communauté scientifique comme le fruit ayant le plus fort potentiel antioxydant. À cette fin, nous avons caractérisé l’effet des composés polyphénoliques de la canneberge (CPC) sur le SOx, la défense antioxydante et l’inflammation au niveau intestinal tout en définissant leur métabolisme intraluminal. Les différents CPC ont été séparés selon leur poids moléculaire par chromatographie et leurs structures chimiques ont été identifiées par LC-MS. Suite à une pré-incubation des cellules Caco-2/15 avec les extraits CPC (250 µg/mL), le Fe/Asc et la LPS ont été administrés comme inducteurs du SOx et de l’inflammation, respectivement. La caractérisation globale des CPC a révélé que les acides phénoliques composaient majoritairement l’extrait de canneberge de petit poids moléculaire (LC) alors que les flavonoïdes et les procyanidines dimériques/trimériques représentaient l’extrait de poids moléculaire moyen (MC) tout en laissant les procyanidines oligo et polymériques à l’extrait de haut poids moléculaire (HC). Les CPC ont permis de restaurer la plupart des perturbations engendrées dans les Caco-2/15 par le Fe/Asc et le LPS. Les CPC exhibaient le potentiel d’abaisser les niveaux de MDA, de corriger la composition des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6, d’augmenter l’activité des enzymes antioxydantes (SOD, GPx et CAT) et d’élever l’expression de Nrf2 et PGC1α. En outre, les CPC pouvaient aussi réduire les niveaux élevés des protéines inflammatoires COX-2, TNF-α et IL-6 ainsi que la production des PGE2 par un mécanisme impliquant le NF-κB. Au niveau mitochondrial, les procyanidines oligomériques ont réussi à corriger les dysfonctions reliées à la production d’énergie (ATP), l’apoptose (Bcl-2, Cyt C et AIF) et le statut des facteurs de transcription mitochondriaux (mtTFA, mtTFB1, mtTFB2). Dans le but de bien comprendre les mécanismes d’action des CPC, nous avons défini par LC-MS les composés polyphénoliques qui ont été transportés ou absorbés par l’entérocyte. Nos analyses soulignent le transport (i) des acides cinnamiques et benzoïques (LC); (ii) la quercétine glycosylée et conjuguée et les procyanidines dimériques de type A (MC); et (iii) l’épicatéchine et les procyanidines oligomériques (HC). Les processus de métabolisation (méthylation, glucuronidation et sulfatation) au niveau de l’entérocyte ont probablement permis le transport de ces CPC surtout sous leur forme conjuguée. Les procyanidines oligomériques ayant un degré de polymérisation supérieur à 2 (HC) ont semblé adhérer aux cellules Caco-2/15. L’épicatéchine suivi par les procyanidines dimériques de type A ont été trouvés majoritaires au niveau des mitochondries. Même si nous ignorons encore l’action biologique de chaque composé polyphénolique, nous pouvons suggérer que leurs effets combinatoires exercent des fonctions antioxydantes, anti-inflammatoires et mitochondriales dans le modèle intestinal Caco-2/15. Dans une troisième étape, nous avons procédé à l’évaluation des aspects préventifs et thérapeutique des DAPP tout en sondant les mécanismes sous-jacents dans une étude préclinique. À cette fin, nous avons exploité le modèle de souris avec colite expérimentale provoquée par le Dextran Sulfate de Sodium (DSS). L’induction de l’inflammation intestinale chez la souris C57BL6 a été effectuée par l’administration orale de DSS à 2.5% pendant 10 jours. Des doses physiologiques et supra-physiologiques de DAPP (200 et 400 mg/kg/j, respectivement) ont été administrées par gavage pendant 10 jours pré- et post-DSS. L’inflammation par le DSS a provoqué une perte de poids, un raccourcissement du côlon, le décollement dystrophique de l’épithélium, l’exulcération et les infiltrations de cellules mono et polynucléaires au niveau du côlon. De plus, le DSS a induit une augmentation de la peroxidation lipidique, une régulation à la baisse des enzymes antioxydantes, une expression protéique à la hausse de la myéloperoxidase (MPO), du COX-2 et de la production des PGE2. Par ailleurs, les DAPP ont permis de corriger ou du moins d’alléger la plupart de ces anomalies en situation préventive ou thérapeutique, en plus d’abaisser l’expression protéique de NF-κB et des cytokines inflammatoires (TNF-a et l’IL-6) tout en stimulant les facteurs de transcription antioxydants (Nrf-2, PGC1α). Conséquemment, les polyphénols des DAPP ont exhibé leur puissant pouvoir antioxydant et anti-inflammatoire au niveau intestinal dans un modèle in vivo. Leurs actions sont associées à la régulation des voies de signalisation cellulaire et des changements dans la composition du microbiote. Ces trois projets de recherche permettent d’envisager l’évaluation des effets préventifs et thérapeutiques des DAPP cliniquement chez les patients avec des désordres inflammatoires de l’intestin.

HETEROSIS AND HERITABILITY ESTIMATES OF PURINE ALKALOIDS AND POLYPHENOLS IN COCOA

Cocoa ( Theobroma cacao L. ) is an important allogamous tropical tree crop, whose centre of diversity is considered to be in Central America. Dry cocoa beans from five cocoa clones, and their intercrossed hybrids were analysed based on the variation of alkaloids and polyphenolic compounds contents, in order to gain insights on the heterosis and broad-sense heritability. Polyphenols and alkaloids were analysed at 280 nm by HPLC, using a Photodiode Array Detector (PDA); while anthocyanins were separated with the SEP-PAK Vac 6cc 1000 mg (waters) column and measured at 520 nm with a PDA. Dry cocoa beans displayed high content of purine alkaloids (2.1 and 8.8 mg g-1 for caffein and theobromine, respectively), and polyphenols (25 and 2978 µg g-1 for catechin and epicatechin, respectively). Among the five cocoa clones, SNK16 was the highest in purine alkaloid (caffein and theobromin) and flavanol (catechin and epicatechin); while T79/467 possessed the greatest quantity of cyanidin-3-galactoside and cyanidin-3-arabinoside. From all the parameters studied, anthocyanins (Cyanidin-3-galactoside and cyanidin-3-arabinoside) exhibited the highest level of heterosis. Parental genotypes SNK16 and T79/467 showed good aptitudes for the combination of characters because their reciprocal hybrids F5 and F9, distinguished themselves by better levels of mid-parent heterosis values. Besides, the heritability value in strict sense of this Cyanidin-3-galactoside was very high. Absence of significant difference between genotypes, coming from reciprocal crossbreeding for Cyanidin-3-galactoside, suggests that this character in cocoa would be nuclear contrary to purine alkaloids and flavan-3-ols, where their transmission to offsprings can be stated as cytoplasmic.

Effets préventifs et thérapeutiques des polyphénols dans un modèle in vitro et in vivo de maladie inflammatoire de l’intestin : caractérisation des polyphénols de la pelure de pomme et de la canneberge par spectrométrie de masse

La muqueuse intestinale est exposée à des agents oxydants provenant de l’ingestion d’aliments modifiés, de cellules immuno-inflammatoires et de la flore intestinale. Une diète élevée en fruits et légumes peut diminuer le stress oxydant (SOx) ainsi que l’inflammation via plusieurs mécanismes. Ces effets bénéfiques peuvent être attribuables à leur contenu élevé en polyphénols. La première étude de mon doctorat consistait à tester l’hypothèse que les polyphénols extraits de pelures de pomme (DAPP) pouvaient diminuer le stress oxydant et l'inflammation impliqués dans les maladies inflammatoires de l'intestin (MII). Nous avons caractérisé les polyphénols des DAPP par spectrométrie de masse (LC-MS) et examiné leur potentiel antioxydant et anti-inflammatoire au niveau des cellules intestinales. L’identification des structures chimiques des polyphénols a été effectuée par LC-MS. Le SOx a été induit par l’ajout du complexe fer/ascorbate (Fe/Asc, 200 µM/2 mM) et l’inflammation par la lipopolysaccharide (LPS, 200µg/mL) à des cellules intestinales Caco-2/15 pré-incubées avec les DAPP (250 µg/mL). L’effet du SOx est déterminé par le dosage du malondialdéhyde (MDA), de la composition des acides gras polyinsaturés et de l’activité des enzymes antioxydantes endogènes (SOD et GPx). L’impact des DAPP sur l’inflammation a été testé par l’analyse de l’expression des marqueurs inflammatoires: cyclooxygénase-2 (COX-2), le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-a et l’interleukine-6 (IL-6) et les facteurs de transcription NF-KB, Nrf-2 et PGC1α par immunobuvardage. Nos données ont montré que les flavonols et les flavan-3-ols constituent les composés polyphénoliques majoritaires des DAPP. L’ajout de Fer2+/Asc a provoqué une augmentation de la peroxidation lipidique comparativement aux cellules contrôles, un appauvrissement des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6, et une modulation des enzymes antioxydantes, se traduisant par une augmentation de l’activité de la SOD et une diminution de la GPx. En contrepartie, les DAPP ont exhibé leur potentiel à corriger la plupart des perturbations, y compris l’expression protéique anormalement élevée du COX-2 et la production de la prostaglandine E2 (PGE2), ainsi que l’inflammation telle que réflétée par les facteurs NF-κB, TNF-α et IL-6. Par ailleurs, les mécanismes sous-jacents à ces changements bénéfiques des DAPP ont fait intervenir les facteurs de transcription antioxydants (Nrf-2, PGC1α). Vraisemblablement, cette première étude a permis de démontrer la capacité des DAPP à amoindrir le SOx et à réduire l’inflammation, deux processus étroitement impliqués dans les MII. Dans la deuxième étape de mon doctorat, nous avons voulu comparer les résultats de DAPP à ceux des polyphénols dérivant de la canneberge qui est considérée par la communauté scientifique comme le fruit ayant le plus fort potentiel antioxydant. À cette fin, nous avons caractérisé l’effet des composés polyphénoliques de la canneberge (CPC) sur le SOx, la défense antioxydante et l’inflammation au niveau intestinal tout en définissant leur métabolisme intraluminal. Les différents CPC ont été séparés selon leur poids moléculaire par chromatographie et leurs structures chimiques ont été identifiées par LC-MS. Suite à une pré-incubation des cellules Caco-2/15 avec les extraits CPC (250 µg/mL), le Fe/Asc et la LPS ont été administrés comme inducteurs du SOx et de l’inflammation, respectivement. La caractérisation globale des CPC a révélé que les acides phénoliques composaient majoritairement l’extrait de canneberge de petit poids moléculaire (LC) alors que les flavonoïdes et les procyanidines dimériques/trimériques représentaient l’extrait de poids moléculaire moyen (MC) tout en laissant les procyanidines oligo et polymériques à l’extrait de haut poids moléculaire (HC). Les CPC ont permis de restaurer la plupart des perturbations engendrées dans les Caco-2/15 par le Fe/Asc et le LPS. Les CPC exhibaient le potentiel d’abaisser les niveaux de MDA, de corriger la composition des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6, d’augmenter l’activité des enzymes antioxydantes (SOD, GPx et CAT) et d’élever l’expression de Nrf2 et PGC1α. En outre, les CPC pouvaient aussi réduire les niveaux élevés des protéines inflammatoires COX-2, TNF-α et IL-6 ainsi que la production des PGE2 par un mécanisme impliquant le NF-κB. Au niveau mitochondrial, les procyanidines oligomériques ont réussi à corriger les dysfonctions reliées à la production d’énergie (ATP), l’apoptose (Bcl-2, Cyt C et AIF) et le statut des facteurs de transcription mitochondriaux (mtTFA, mtTFB1, mtTFB2). Dans le but de bien comprendre les mécanismes d’action des CPC, nous avons défini par LC-MS les composés polyphénoliques qui ont été transportés ou absorbés par l’entérocyte. Nos analyses soulignent le transport (i) des acides cinnamiques et benzoïques (LC); (ii) la quercétine glycosylée et conjuguée et les procyanidines dimériques de type A (MC); et (iii) l’épicatéchine et les procyanidines oligomériques (HC). Les processus de métabolisation (méthylation, glucuronidation et sulfatation) au niveau de l’entérocyte ont probablement permis le transport de ces CPC surtout sous leur forme conjuguée. Les procyanidines oligomériques ayant un degré de polymérisation supérieur à 2 (HC) ont semblé adhérer aux cellules Caco-2/15. L’épicatéchine suivi par les procyanidines dimériques de type A ont été trouvés majoritaires au niveau des mitochondries. Même si nous ignorons encore l’action biologique de chaque composé polyphénolique, nous pouvons suggérer que leurs effets combinatoires exercent des fonctions antioxydantes, anti-inflammatoires et mitochondriales dans le modèle intestinal Caco-2/15. Dans une troisième étape, nous avons procédé à l’évaluation des aspects préventifs et thérapeutique des DAPP tout en sondant les mécanismes sous-jacents dans une étude préclinique. À cette fin, nous avons exploité le modèle de souris avec colite expérimentale provoquée par le Dextran Sulfate de Sodium (DSS). L’induction de l’inflammation intestinale chez la souris C57BL6 a été effectuée par l’administration orale de DSS à 2.5% pendant 10 jours. Des doses physiologiques et supra-physiologiques de DAPP (200 et 400 mg/kg/j, respectivement) ont été administrées par gavage pendant 10 jours pré- et post-DSS. L’inflammation par le DSS a provoqué une perte de poids, un raccourcissement du côlon, le décollement dystrophique de l’épithélium, l’exulcération et les infiltrations de cellules mono et polynucléaires au niveau du côlon. De plus, le DSS a induit une augmentation de la peroxidation lipidique, une régulation à la baisse des enzymes antioxydantes, une expression protéique à la hausse de la myéloperoxidase (MPO), du COX-2 et de la production des PGE2. Par ailleurs, les DAPP ont permis de corriger ou du moins d’alléger la plupart de ces anomalies en situation préventive ou thérapeutique, en plus d’abaisser l’expression protéique de NF-κB et des cytokines inflammatoires (TNF-a et l’IL-6) tout en stimulant les facteurs de transcription antioxydants (Nrf-2, PGC1α). Conséquemment, les polyphénols des DAPP ont exhibé leur puissant pouvoir antioxydant et anti-inflammatoire au niveau intestinal dans un modèle in vivo. Leurs actions sont associées à la régulation des voies de signalisation cellulaire et des changements dans la composition du microbiote. Ces trois projets de recherche permettent d’envisager l’évaluation des effets préventifs et thérapeutiques des DAPP cliniquement chez les patients avec des désordres inflammatoires de l’intestin.

Quantification and source identification of atmospheric particulate polycyclic aromatic hydrocarbons and their dry deposition fluxes at three sites in Salvador Basin, Brazil, impacted by mobile and stationary sources

The present work has aimed to determine the 16 US EPA priority PAH atmospheric particulate matter levels present in three sites around Salvador, Bahia: (i) Lapa bus station, strongly impacted by heavy-duty diesel vehicles; (ii) Aratu harbor, impacted by an intense movement of goods, and (iii) Bananeira village on Maré Island, a non vehicle-influenced site with activities such as handcraft work and fisheries. Results indicated that BbF (0.130-6.85 ng m-3) is the PAH with highest concentration in samples from Aratu harbor and Bananeira and CRY (0.075-6.85 ng m-3) presented higher concentrations at Lapa station. PAH sources from studied sites were mainly of anthropogenic origin such as gasoline-fueled light-duty vehicles and diesel-fueled heavy-duty vehicles, discharges in the port, diesel burning from ships, dust ressuspension, indoor soot from cooking, and coal and wood combustion for energy production.

Photolysis of ferric ions in the presence of sulfate or chloride ions: implications for the photo-Fenton process

The photo-Fenton process (Fe(2+)/Fe(3+), H(2)O(2), UV light) is one of the most efficient and advanced oxidation processes for the mineralization of the organic pollutants of industrial effluents and wastewater. The overall rate of the photo-Fenton process is controlled by the rate of the photolytic step that converts Fe(3+) back to Fe(2+). In this paper, the effect of sulfate or chloride ions on the net yield of Fe(2+) during the photolysis of Fe(3+) has been investigated in aqueous solution at pH 3.0 and 1.0 in the absence of hydrogen peroxide. A kinetic model based on the principal reactions that occur in the system fits the data for formation of Fe(2+) satisfactorily. Both experimental data and model prediction show that the availability of Fe(2+) produced by photolysis of Fe(3+) is inhibited much more in the presence of sulfate ion than in the presence of chloride ion as a function of the irradiation time at pH 3.0.

First stars XIII. Two extremely metal-poor RR Lyrae stars

Context. The chemical composition of extremely metal-poor stars (EMP stars; [Fe/H] < similar to -3) is a unique tracer of early nucleosynthesis in the Galaxy. As such stars are rare, we wish to find classes of luminous stars which can be studied at high spectral resolution. Aims. We aim to determine the detailed chemical composition of the two EMP stars CS 30317-056 and CS 22881-039, originally thought to be red horizontal-branch (RHB) stars, and compare it to earlier results for EMP stars as well as to nucleosynthesis yields from various supernova (SN) models. In the analysis, we discovered that our targets are in fact the two most metal-poor RR Lyrae stars known. Methods. Our detailed abundance analysis, taking into account the variability of the stars, is based on VLT/UVES spectra (R similar or equal to 43 000) and 1D LTE OSMARCS model atmospheres and synthetic spectra. For comparison with SN models we also estimate NLTE corrections for a number of elements. Results. We derive LTE abundances for the 16 elements O, Na, Mg, Al, Si, S, Ca, Sc, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Sr and Ba, in good agreement with earlier values for EMP dwarf, giant and RHB stars. Li and C are not detected in either star. NLTE abundance corrections are newly calculated for O and Mg and taken from the literature for other elements. The resulting abundance pattern is best matched by model yields for supernova explosions with high energy and/or significant asphericity effects. Conclusions. Our results indicate that, except for Li and C, the surface composition of EMP RR Lyr stars is not significantly affected by mass loss, mixing or diffusion processes; hence, EMP RR Lyr stars should also be useful tracers of the chemical evolution of the early Galactic halo. The observed abundance ratios indicate that these stars were born from an ISM polluted by energetic, massive (25-40 M(circle dot)) and/or aspherical supernovae, but the NLTE corrections for Sc and certain other elements do play a role in the choice of model.

Transiting exoplanets from the CoRoT space mission X. CoRoT-10b: a giant planet in a 13.24 day eccentric orbit

Context. The space telescope CoRoT searches for transiting extrasolar planets by continuously monitoring the optical flux of thousands of stars in several fields of view. Aims. We report the discovery of CoRoT-10b, a giant planet on a highly eccentric orbit (e = 0.53 +/- 0.04) revolving in 13.24 days around a faint (V = 15.22) metal-rich K1V star. Methods. We used CoRoT photometry, radial velocity observations taken with the HARPS spectrograph, and UVES spectra of the parent star to derive the orbital, stellar, and planetary parameters. Results. We derive a radius of the planet of 0.97 +/- 0.07 R(Jup) and a mass of 2.75 +/- 0.16 M(Jup). The bulk density,rho(p) = 3.70 +/- 0.83 g cm(-3), is similar to 2.8 that of Jupiter. The core of CoRoT-10b could contain up to 240 M(circle plus) of heavy elements. Moving along its eccentric orbit, the planet experiences a 10.6-fold variation in insolation. Owing to the long circularisation time, tau(circ) > 7 Gyr, a resonant perturber is not required to excite and maintain the high eccentricity of CoRoT-10b.