CD44 enhances invasion of basal-like breast cancer cells by upregulating serine protease and collagen-degrading enzymatic expression and activity

Introduction: Basal-like breast cancers (BL-BCa) have the worst prognosis of all subgroups of this disease. Hyaluronan (HA) and the HA receptor CD44 have a long-standing association with cell invasion and metastasis of breast cancer. The purpose of this study was to establish the relation of CD44 to BL-BCa and to characterize how HA/CD44 signaling promotes a protease-dependent invasion of breast cancer (BrCa) cells.

Methods: CD44 expression was determined with immunohistochemistry (IHC) analysis of a breast cancer tissue microarray (TMA). In vitro experiments were performed on a panel of invasive BL-BCa cell lines, by using quantitative polymerase chain reaction (PCR), immunoblotting, protease activity assays, and invasion assays to characterize the basis of HA-induced, CD44-mediated invasion.

Results: Expression of the hyaluronan (HA) receptor CD44 associated with the basal-like subgroup in a cohort of 141 breast tumor specimens (P = 0.018). Highly invasive cells of the representative BL-BCa cell line, MDA-MB-231 (MDA-MB-231Hi) exhibited increased invasion through a basement membrane matrix (Matrigel) and collagen. In further experiments, HA-induced promotion of CD44 signaling potentiated expression of urokinase plasminogen activator (uPA) and its receptor uPAR, and underpinned an increased cell-associated activity of this serine protease in MDA-MB-231Hi and a further BL-BCa cell line, Hs578T cells. Knockdown of CD44 attenuated both basal and HA-stimulated uPA and uPAR gene expression and uPA activity. Inhibition of uPA activity by using (a) a gene-targeted RNAi or (b) a small-molecule inhibitor of uPA attenuated HA-induced invasion of MDA-MB-231Hi cells through Matrigel. HA/CD44 signaling also was shown to increase invasion of MDA-MB-231 cells through collagen and to potentiate the collagen-degrading activity of MDA-MB-231Hi cells. CD44 signaling was subsequently shown to upregulate expression of two potent collagen-degrading enzymes, the cysteine protease cathepsin K and the matrix metalloprotease MT1-MMP. RNAi- or shRNA-mediated depletion of CD44 in MDA-MB-231Hi cells decreased basal and HA-induced cathepsin K and MT1-MMP expression, reduced the collagen-degrading activity of the cell, and attenuated cell invasion through collagen. Pharmacologic inhibition of cathepsin K or RNAi-mediated depletion of MT1-MMP also attenuated MDA-MB-231Hi cell invasion through collagen.

Conclusion: HA-induced CD44 signaling increases a diverse spectrum of protease activity to facilitate the invasion associated with BL-BCa cells, providing new insights into the molecular basis of CD44-promoted invasion.

Chronic IL9 and IL-13 Exposure Leads to an Altered Differentiation of Ciliated Cells in a Well-Differentiated Paediatric Bronchial Epithelial Cell Model

Asthma is a chronic inflammatory disease characterised by airways remodelling. In mouse models IL-9 and IL-13 have been implicated in airways remodelling including mucus hypersecretion and goblet cell hyperplasia. Their role, especially that of IL-9, has been much less studied in authentic human ex vivo models of the bronchial epithelium from normal and asthmatic children. We assessed the effects of IL-9, IL-13 and an IL-9/IL-13 combination, during differentiation of bronchial epithelial cells from normal (n?=?6) and asthmatic (n?=?8) children. Cultures were analysed for morphological markers and factors associated with altered differentiation (MUC5AC, SPDEF and MMP-7). IL-9, IL-9/IL-13 combination and IL-13 stimulated bronchial epithelial cells from normal children had fewer ciliated cells [14.8% (SD 8.9), p?=?0.048, 12.4 (SD 6.1), p?=?0.016 and 7.3% (SD 6.6), p?=?0.031] respectively compared with unstimulated [(21.4% (SD 9.6)]. IL-9 stimulation had no effect on goblet cell number in either group whereas IL-9/IL-13 combination and IL-13 significantly increased goblet cell number [24.8% (SD 8.8), p?=?0.02), 32.9% (SD 8.6), p?=?0.007] compared with unstimulated normal bronchial cells [(18.6% (SD 6.2)]. All stimulations increased MUC5AC mRNA in bronchial epithelial cells from normal children and increased MUC5AC mucin secretion. MMP-7 localisation was dysregulated in normal bronchial epithelium stimulated with Th2 cytokines which resembled the unstimulated bronchial epithelium of asthmatic children. All stimulations resulted in a significant reduction in transepithelial electrical resistance values over time suggesting a role in altered tight junction formation. We conclude that IL-9 does not increase goblet cell numbers in bronchial epithelial cell cultures from normal or asthmatic children. IL-9 and IL-13 alone and in combination, reduce ciliated cell numbers and transepithelial electrical resistance during differentiation of normal epithelium, which clinically could inhibit mucociliary clearance and drive an altered repair mechanism. This suggests an alternative role for IL-9 in airways remodelling and reaffirms IL-9 as a potential therapeutic target.© 2013 Parker et al.

Keratinocyte Growth-Factor Promotes Epithelial Survival and Resolution in a Human Model of Lung Injury

Rationale: Increasing epithelial repair and regeneration may hasten resolution of lung injury in patients with the Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS). In animal models of ARDS, Keratinocyte Growth Factor (KGF) reduces injury and increases epithelial proliferation and repair. The effect of KGF in the human alveolus is unknown.

Objectives: To test whether KGF can attenuate alveolar injury in a human model of ARDS.

Methods: Volunteers were randomized to intravenous KGF (60 μg/kg) or placebo for 3 days, before inhaling 50μg lipopolysaccharide. Six hours later, subjects underwent bronchoalveolar lavage (BAL) to quantify markers of alveolar inflammation and cell-specific injury.

Measurements and Main Results: KGF did not alter leukocyte infiltration or markers of permeability in response to LPS. KGF increased BAL concentrations of Surfactant Protein D (SP-D), MMP-9, IL-1Ra, GM-CSF and CRP. In vitro, BAL fluid from KGF-treated subjects (KGF BAL) inhibited pulmonary fibroblast proliferation, but increased alveolar epithelial proliferation. Active MMP-9 increased alveolar epithelial wound repair. Finally, BAL from the KGF pre-treated group enhanced macrophage phagocytic uptake of apoptotic epithelial cells and bacteria compared with BAL from the placebo-treated group. This effect was blocked by inhibiting activation of the GM-CSF receptor.

Conclusions: KGF treatment increases BAL SP-D, a marker of type II alveolar epithelial cell proliferation in a human model of ALI. Additionally KGF increases alveolar concentrations of the anti-inflammatory cytokine IL-1Ra, and mediators that drive epithelial repair (MMP-9) and enhance macrophage clearance of dead cells and bacteria (GM-CSF).

Molecular markers for predicting recurrence, progression and outcomes of bladder cancer (do the poster boys need new posters

Purpose of review
Molecular markers for bladder cancer recurrence and
progression continue to drive many research programmes.
Translating the laboratory findings into the clinical environment
where these markers are used in clinical decision making has
proved problematic. In the clinical arena, stage and grade are
still the main focus for decisions about patient management.
There is however an evolution in bladder cancer research from
single-marker/single-pathway research to a more global
assessment of the tumour cell with DNA microarrays and
proteomics.
Recent findings
In the last year, DNA microarray assessment has revealed
several interesting molecular markers such as p33ING1 and
DEK. Parallel ‘conventional’ single-pathway research has
focused on new novel markers such as HER2/neu, survivin and
matrix metalloproteinase 2 (MMP-2). Molecular markers that
have a long-standing association with bladder cancer
progression such as p53, E-cadherin and Ki-67 have been
reviewed by both single-marker studies and by microarray
studies and their status remains important.
Summary
It is an exciting time in the molecular biology research of bladder
cancer as the focus changes to assess the global genetic and
protein expression within tumour cells. From such a wealth of
information it is likely that molecular markers will make the
translation from benchside to bedside.

MT1-MMP regulates urothelial cell invasion via transcriptional regulation of Dickkopf-3

Membrane type-1 matrix metalloproteinase (MT1-MMP) is a zinc-binding endopeptidase, which plays a crucial role in tumour growth, invasion and metastasis. We have shown previously that MT1-MMP has higher expression levels in the human urothelial cell carcinoma (UCC) tissue. We show here that siRNA against MT1-MMP blocks invasion in UCC cell lines. Invasion is also blocked by broad-spectrum protease and MMP inhibitors including tissue inhibitor of metalloproteinase-1 and -2. Membrane type-1-MMP can also regulate transcription. We have used expression arrays to identify genes that are differentially transcribed when siRNA is used to suppress MT1-MMP expression. Upon MT1-MMP knockdown, Dickkopf-3 (DKK3) expression was highly upregulated. The stability of DKK3 mRNA was unaffected under these conditions, suggesting transcriptional regulation of DKK3 by MT1-MMP. Dickkopf-3 has been previously shown to inhibit invasion. We confirm that the overexpression of DKK3 leads to decreased invasive potential as well as delayed wound healing. We show for the first time that the effects of MT1-MMP on cell invasion are mediated in part through changes in DKK3 gene transcription.

MMP-8 Activity Profiling In GCF Samples

Background: In healthy tissues a family of enzymes known as matrix metalloproteinases (MMPs) play an important role in regulating turnover and metabolism of connective tissue collagen. MMPs have been implicated in a wide variety of pathological conditions including periodontal disease. MMP-8 has been extensively studied in periodontal health and disease using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Although ELISA quantifies the presence of the MMP-8 protein, it is not possible to determine enzyme activity using this method. Furthermore, since members of the MMP family have poor substrate sequence specificity, a peptide substrate alone cannot differentiate the activity of MMP-8 from other MMPs that may be present in biological samples. Objectives: In the present study, a method to specifically measure MMP-8 activity in gingival crevicular fluid (GCF) samples was developed. Methods: GCF was collected from healthy patients and those with periodontal disease using Perio paper strips. Samples were stored frozen until required for analysis. A specific MMP-8 antibody was used to coat 96 well microtitre plates to selectively remove MMP-8 from the GCF samples. Following a washing step, the activity of bound MMP-8 was measured over 70 minutes using a fluorogenic (FRET) substrate. Results: GCF from healthy subjects exhibited basal MMP-8 activity but in diseased samples MMP-8 activity was significantly higher. Minimal binding of other recombinant MMPs to the specific MMP-8 antibody was observed in cross-reactivity studies. Conclusion: We show for the first time that MMP-8 activity was significantly increased in GCF from periodontitis sites compared with activity levels in healthy sites. Further studies of MMP-8 activity in GCF samples should improve our understanding of its destructive role in periodontal disease.

Salivary proteomics and peptidomics of type 1 diabetes Mellitus

A Diabetes Mellitus (DM) compreende um conjunto de desordens metabólicas comuns caracterizadas por hiperglicemia, que afeta diferentes órgãos do organismo. Ao longo do tempo, ocorrem danos microvasculares no glomérulo renal, retina e nervos periféricos, bem como doença macrovascular nas artérias. A composição da saliva também é afetada pela DM, com consequências na homeostasia oral. No entanto, o proteoma e o peptidoma salivar têm sido pouco explorados na DM tipo 1 e nas suas complicações crónicas. Tendo em conta o crescente interesse na saliva como fluido diagnóstico, o objetivo principal deste trabalho foi avaliar os eventos proteolíticos subjacentes à DM tipo 1 e às suas complicações microvasculares, bem como, caracterizar as alterações induzidas pela DM tipo 1 no proteoma e peptidoma salivar. A DM tipo 1 e particularmente as complicações microvasculares associadas modulam o perfil proteolítico dos fluidos biológicos, com diferenças significativas de atividade observadas na urina e saliva, atribuídas principalmente ao complexo Metaloproteinase da Matriz (MMP)-9/lipocalina associada à gelatinase de neutrófilos, aminopeptidase N, azurocidina e calicreína 1. O aumento da atividade proteolítica observado na saliva total dos diabéticos resultou no aumento da percentagem de péptidos, principalmente de um número acrescido de fragmentos de colagénio do tipo I, refletindo possivelmente um estado inflamatório crónico dos tecidos orais e periodontais. O peptidoma também corrobora uma maior suscetibilidade das proteínas salivares, especificamente, das proteínas ricas em prolina básicas (bPRP) 1, bPRP2 e proteínas ricas em prolina ácidas (aPRP) à proteólise, evidenciando a geração de fragmentos de proteínas associadas à ligação a bactérias. A análise do proteoma salivar baseada em iTRAQ mostrou uma sobre-expressão de L-plastina, fator do adenocarcinoma do pâncreas e das proteínas S100-A8 e S100-A9, enfatizando a importância do sistema imune inato na patogénese da DM tipo 1 e das complicações microvasculares associadas. A análise integrada de todas as proteínas expressas diferencialmente entre os pacientes diabéticos com ou sem complicações microvasculares e indivíduos saudáveis foi realizada com o STRING, onde se observam três conjuntos funcionalmente ligados, um compreende a interação entre o colagénio tipo I, colagénio tipo II e MMP-9, um segundo conjunto envolve a MMP-2 e o colagénio de tipo I e um terceiro conjunto composto por proteínas salivares e inflamatórias. Estes conjuntos estão associados com as vias Kegg de interação recetor-matriz extracelular, de adesão focal e migração transendotelial dos leucócitos. Por outro lado, a análise do proteoma e peptidoma salivar destacou potenciais biomarcadores para o diagnóstico e prognóstico da DM tipo 1 e das suas complicações.

Estrogen protects the blood–brain barrier from inflammation-induced disruption and increased lymphocyte trafficking

Sex differences have been widely reported in neuroinflammatory disorders, focusing on the contributory role of estrogen. The microvascular endothelium of the brain is a critical component of the blood–brain barrier (BBB) and it is recognized as a major interface for communication between the periphery and the brain. As such, the cerebral capillary endothelium represents an important target for the peripheral estrogen neuroprotective functions, leading us to hypothesize that estrogen can limit BBB breakdown following the onset of peripheral inflammation. Comparison of male and female murine responses to peripheral LPS challenge revealed a short-term inflammation-induced deficit in BBB integrity in males that was not apparent in young females, but was notable in older, reproductively senescent females. Importantly, ovariectomy and hence estrogen loss recapitulated an aged phenotype in young females, which was reversible upon estradiol replacement. Using a well-established model of human cerebrovascular endothelial cells we investigated the effects of estradiol upon key barrier features, namely paracellular permeability, transendothelial electrical resistance, tight junction integrity and lymphocyte transmigration under basal and inflammatory conditions, modeled by treatment with TNFα and IFNγ. In all cases estradiol prevented inflammation-induced defects in barrier function, action mediated in large part through up-regulation of the central coordinator of tight junction integrity, annexin A1. The key role of this protein was then further confirmed in studies of human or murine annexin A1 genetic ablation models. Together, our data provide novel mechanisms for the protective effects of estrogen, and enhance our understanding of the beneficial role it plays in neurovascular/neuroimmune disease.

Acetyl-L-Carnitine Prevents Methamphetamine-Induced Structural Damage on Endothelial Cells via ILK-Related MMP-9 Activity

Methamphetamine (METH) is a potent psychostimulant highly used worldwide. Recent studies evidenced the involvement of METH in the breakdown of the blood-brain-barrier (BBB) integrity leading to compromised function. The involvement of the matrix metalloproteinases (MMPs) in the degradation of the neurovascular matrix components and tight junctions (TJs) is one of the most recent findings in METH-induced toxicity. As BBB dysfunction is a pathological feature of many neurological conditions, unveiling new protective agents in this field is of major relevance. AcetylL-carnitine (ALC) has been described to protect the BBB function in different paradigms, but the mechanisms underling its action remain mostly unknown. Here, the immortalized bEnd.3 cell line was used to evaluate the neuroprotective features of ALC in METH-induced damage. Cells were exposed to ranging concentrations of METH, and the protective effect of ALC 1 mM was assessed 24 h after treatment. F-actin rearrangement, TJ expression and distribution, and MMPs activity were evaluated. Integrin-linked kinase (ILK) knockdown cells were used to assess role of ALC in ILK mediated METHtriggered MMPs’ activity. Our results show that METH led to disruption of the actin filaments concomitant with claudin-5 translocation to the cytoplasm. These events were mediated by MMP-9 activation in association with ILK overexpression. Pretreatment with ALC prevented METH-induced activation of MMP-9, preserving claudin-5 location and the structural arrangement of the actin filaments. The present results support the potential of ALC in preserving BBB integrity, highlighting ILK as a new target for the ALC therapeutic use.

Endothelin-1 in osteoarthritic chondrocytes triggers nitric oxide production and upregulates collagenase production

Affiliation: Florina Moldovan: Faculté de médecine dentaire, Université de Montréal & CHU Hôpital Sainte-Justine, Université de Montréal. Christina Alexandra Manacu, Marjolaine Roy-Beaudry, Fazool Shipkolye : CHU Hôpital Sainte-Justine, Université de Montréal. Johanne Martel-Pelletier & Jean-Pierre Pelletier : CHUM Hôpital Notre-Dame, Université de Montréal.

Modalities of exercise training on liver fat accretion and inflammatory markers in ovariectomized rats

Les facteurs de risque des maladies cardiovasculaires, telle, que la détérioration du profil lipidique, deviennent plus prononcés après la ménopause, ce qui fait de la maladie coronarienne, l’une des principales causes de décès chez les femmes ménopausées. Une proportion importante de femmes prennent du poids après la ménopause en particulier dans la région abdominale entraînant par conséquent des perturbations métaboliques. Des données récentes suggèrent également que l’absence des œstrogènes observée à la ménopause favorise le développement de la stéatose hépatique. Cette dernière a été incriminée pour incriminée dans le développement de la résistance à l'insuline, et est de ce fait considérée comme une composante hépatique du syndrome métabolique. Il est impératif d'établir des stratégies visant à contrecarrer l'accumulation de graisse dans le foie et l’accroissement du tissu adipeux chez les femmes ménopausées, en tenant compte que l'utilisation de l'hormonothérapie substitutive est de nos jours moins soutenue. Les quatre études de la présente thèse ont été conduites pour tenter de fournir des informations sur le traitement et la prévention de l’augmentation de la masse graisseuse et de la stéatose hépatique qu’entraîne la suppression des œstrogènes, à travers les modifications du mode de vie (diète et exercice physique) chez la rate ovariectomizée (Ovx); un modèle animal de la ménopause. Dans les deux premières études nous nous sommes concentrés sur l’augmentation de la masse graisseuse et sa reprise suite à une perte de poids. Dans la première étude, nous avons montré que les rates Ovx qui ont suivi un programme de restriction alimentaire (FR) ont diminué significativement (P < 0.01) leur poids corporel, leur contenu en graisses intra-abdominales ainsi que leurs triacylglycérols (TAG) hépatiques, comparativement aux rates Ovx nourries à la diète normale. De plus, l’entraînement en résistance (RT) a prévenu la reprise de poids corporel ainsi que l’accroissement du tissu adipeux et l’accumulation de lipides dans le foie des rates Ovx, après l’arrêt du régime amaigrissant. Les résultats de la deuxième étude ont confirmé l'efficacité de la restriction alimentaire associée à l’entraînement en résistance (FR + RT) dans la réduction du poids corporel, des lipides dans le foie et le tissu adipeux chez les rates Ovx. Tenant compte des résultats de notre première étude, l’entraînement en résistance seulement a constitué un atout pour atténuer le poids corporel et la masse grasse reprise par les rates Ovx suite à un programme de perte de poids (FR + RT); bien que l'impact ait été moindre comparé au maintien seul de la restriction alimentaire. De la même manière que la supplémentation en œstrogènes, les résultats de la troisième étude indiquent que l'entraînement en endurance mené concurremment avec l’ovariectomie a significativement atténué l'accumulation de lipides dans le foie ainsi que dans le tissu adipeux. Toutefois, l’entraînement en endurance effectué avant l'ovariectomie n'a pas protégé contre l'accumulation des graisses qu’entraîne l'ovariectomie, si celui-ci est interrompu après l'ovariectomie. Enfin, pour compléter les résultats antérieurs, nous avons montré dans la quatrième étude que l’expression des gènes impliqués dans la synthèse de lipide; SREBP-1c, SCD-1, ChREBP, et ACC dans le foie a augmenté après le retrait des œstrogènes, tandis qu’une diminution (P < 0.01) des niveaux d'ARNm de PPAR-α a été observée. De plus, l'expression hépatique des gènes des cytokines pro-inflammatoires incluant IKKβ, IL-6 ainsi que le contenu protéinique de NF-кB étaient augmentés (P < 0.01) chez les rates Ovx par rapport aux rates ayant subi une Ovx simulée (Sham). Toutes ces perturbations ont été améliorées avec la supplémentation en œstrogènes seulement, ainsi qu'avec l'entraînement en endurance seulement. Dans l'ensemble, nos résultats indiquent que l'exercice physique (en résistance ou en endurance) a un impact significatif sur la réduction de l'accumulation des lipides dans le foie et dans le tissu adipeux des rates Ovx. De plus, chez les rates Ovx, l’entraînement en endurance mimerait les effets des œstrogènes sur l'expression des gènes impliqués dans l'accumulation de lipides et l’inflammation préclinique dans le foie.

Estrogen withdrawal and liver fat accumulation : contribution of hepatic VLDL-TG production and effect of exercise training

L’accumulation de triglycérides (TG) dans les hépatocytes est caractéristique de la stéatose hépatique non-alcoolique (SHNA). Cette dernière se produit dans diverses conditions dont le facteur commun est le métabolisme anormal des lipides. Le processus conduisant à l'accumulation des lipides dans le foie n’a pas encore été totalement élucidé. Toutefois, des lipides s'accumulent dans le foie lorsque les mécanismes qui favorisent leur exportation (oxydation et sécrétion) sont insuffisants par rapport aux mécanismes qui favorisent leur importation ou leur biosynthèse. De nos jours il est admis que la carence en œstrogènes est associée au développement de la stéatose hépatique. Bien que les résultats des études récentes révèlent l'implication des hormones ovariennes dans l'accumulation de lipides dans le foie, les mécanismes qui sous-tendent ce phénomène doivent encore être étudiés. En conséquence, les trois études présentées dans cette thèse ont été menées sur des rates ovariectomizées (Ovx), comme modèle animal de femmes post-ménopausées, pour étudier les effets du retrait des œstrogènes sur le métabolisme des lipides dans le foie, en considérant l'entraînement physique comme étant un élément positif pouvant contrecarrer ces effets. Il a été démontré que l'entraînement physique peut réduire l'accumulation de graisses dans le foie chez les rates Ovx. Dans la première étude, nous avons montré que chez les rates Ovx nourries à la diète riche en lipides (HF), les contenus de TG hépatiques étaient élevées (P < 0.01) comparativement aux rates Sham, 5 semaines après la chirurgie. Le changement de la diète HF par la diète standard (SD) chez les rates Sham a diminué l’accumulation de lipides dans le foie. Toutefois, chez les rates Ovx, 8 semaines après le changement de la HF par la SD le niveau de TG dans le foie était maintenu aussi élevé que chez les rates nourries continuellement avec la diète HF. Lorsque les TG hépatiques mesurés à la 13e semaine ont été comparés aux valeurs correspondant au retrait initial de la diète HF effectué à la 5e semaine, les niveaux de TG hépatiques chez les animaux Ovx ont été maintenus, indépendamment du changement du régime alimentaire; tandis que chez les rats Sham le passage à la SD a réduit (P < 0.05) les TG dans le foie. Les mêmes comparaisons avec la concentration des TG plasmatiques ont révélé une relation inverse. Ces résultats suggèrent que la résorption des lipides au foie est contrée par l'absence des œstrogènes. Dans cette continuité, nous avons utilisé une approche physiologique dans notre seconde étude pour investiguer la façon dont la carence en œstrogènes entraîne l’accumulation de graisses dans le foie, en nous focalisant sur la voie de l'exportation des lipides du foie. Les résultats de cette étude ont révélé que le retrait des œstrogènes a entraîné une augmentation (P < 0.01) de l’accumulation de lipides dans le foie en concomitance avec la baisse (P < 0.01) de production de VLDL-TG et une réduction l'ARNm et de la teneur en protéines microsomales de transfert des triglycérides (MTP). Tous ces effets ont été corrigés par la supplémentation en œstrogènes chez les rates Ovx. En outre, l'entraînement physique chez les rates Ovx a entraîné une réduction (P < 0.01) de l’accumulation de lipides dans le foie ainsi qu’une diminution (P < 0.01) de production de VLDL-TG accompagnée de celle de l'expression des gènes MTP et DGAT-2 (diacylglycérol acyltransférase-2). Des études récentes suggèrent que le peptide natriurétique auriculaire (ANP) devrait être au centre des intérêts des recherches sur les métabolismes énergétiques et lipidiques. Le ANP est relâché dans le plasma par les cellules cardiaques lorsque stimulée par l’oxytocine et exerce ses fonctions en se liant à son récepteur, le guanylyl cyclase-A (GC-A). En conséquence, dans la troisième étude, nous avons étudié les effets du blocage du système ocytocine-peptide natriurétique auriculaire (OT-ANP) en utilisant un antagoniste de l’ocytocine (OTA), sur l'expression des gènes guanylyl cyclase-A et certains marqueurs de l’inflammation dans le foie de rates Ovx. Nous avons observé une diminution (P < 0.05) de l’ARNm de la GC-A chez les rates Ovx et Sham sédentaires traitées avec l’OTA, tandis qu’une augmentation (P < 0.05) de l'expression de l’ARNm de la protéine C-réactive (CRP) hépatique a été notée chez ces animaux. L’exercice physique n'a apporté aucun changement sur l'expression hépatique de ces gènes que ce soit chez les rates Ovx ou Sham traitées avec l’OTA. En résumé, pour expliquer l’observation selon laquelle l’accumulation et la résorption de lipides dans le foie dépendent des mécanismes associés à des niveaux d’œstrogènes, nos résultats suggèrent que la diminution de production de VLDL-TG induite par une déficience en œstrogènes, pourrait être un des mecanismes responsables de l’accumulation de lipides dans le foie. L’exercice physique quant à lui diminue l'infiltration de lipides dans le foie ainsi que la production de VLDL-TG indépendamment des niveaux d'œstrogènes. En outre, l'expression des récepteurs de l’ANP a diminué par l'OTA chez les rates Ovx et Sham suggérant une action indirecte de l’ocytocine (OT) au niveau du foie indépendamment de la présence ou non des estrogènes. L’axe ocytocine-peptide natriurétique auriculaire, dans des conditions physiologiques normales, protègerait le foie contre l'inflammation à travers la modulation de l’expression de la GC-A.

The role of PPARgamma in cartilage growth and development using cartilage-specific PPARgamma knockout mice

Le cartilage est un tissu conjonctif composé d’une seule sorte de cellule nommée chondrocytes. Ce tissu offre une fondation pour la formation des os. Les os longs se développent par l'ossification endochondral. Ce processus implique la coordination entre la prolifération, la différenciation et l'apoptose des chondrocytes, et résulte au remplacement du cartilage par l'os. Des anomalies au niveau du squelette et des défauts liés à l’âge tels que l’arthrose (OA) apparaissent lorsqu’il y a une perturbation dans l’équilibre du processus de développement. À ce jour, les mécanismes exacts contrôlant la fonction et le comportement des chondrocytes pendant la croissance et le développement du cartilage sont inconnus. Le récepteur activateur de la prolifération des peroxysomes (PPAR) gamma est un facteur de transcription impliqué dans l'homéostasie des lipides. Plus récemment, son implication a aussi été suggérée dans l'homéostasie osseuse. Cependant, le rôle de PPARγ in vivo dans la croissance et le développement du cartilage est inconnu. Donc, pour la première fois, cette étude examine le rôle spécifique de PPARγ in vivo dans la croissance et le développement du cartilage. Les souris utilisées pour l’étude avaient une délétion conditionnelle au cartilage du gène PPARγ. Ces dernières ont été générées en employant le système LoxP/Cre. Les analyses des souris ayant une délétion au PPARγ aux stades embryonnaire et adulte démontrent une réduction de la croissance des os longs, une diminution des dépôts de calcium dans l’os, de la densité osseuse et de la vascularisation, un délai dans l’ossification primaire et secondaire, une diminution cellulaire, une perte d’organisation colonnaire et une diminution des zones hypertrophiques, une désorganisation des plaques de croissance et des chondrocytes déformés. De plus, la prolifération et la différenciation des chondrocytes sont anormales. Les chondrocytes et les explants isolés du cartilage mutant démontrent une expression réduite du facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF)-A et des éléments de production de la matrice extracellulaire. Une augmentation de l’expression de la métalloprotéinase matricielle (MMP)-13 est aussi observée. Dans les souris âgées ayant une délétion au PPARγ, y est aussi noté des phénotypes qui ressemblent à ceux de l’OA tel que la dégradation du cartilage et l'inflammation de la membrane synoviale, ainsi qu’une augmentation de l’expression de MMP-13 et des néoépitopes générés par les MMPs. Nos résultats démontrent que le PPARγ est nécessaire pour le développement et l’homéostasie du squelette. PPARγ est un régulateur essentiel pour la physiologie du cartilage durant les stades de croissance, de développement et de vieillissement.

Effect of hormone replacement therapy on retinal and optic nerve head blood flow and topography in postmenopausal women, and retinal tissue perfusion in ovariectomized rats

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Identification and characterization of new biomarkers in aggressive subtypes of breast cancer

En 2015, la récidive tumorale et les métastases du cancer du sein demeurent une cause importante de décès à travers le monde. Toutefois, ces cancers sont souvent hétérogènes car en dépit d’un phénotype similaire, l’évolution clinique et la réponse au traitement peuvent varier considérablement. Il y a donc un intérêt évident à identifier et à caractériser de nouveaux biomarqueurs pour permettre classer les tumeurs mammaires dans des sous-groupes plus homogènes. Notre hypothèse est que chaque cancer mammaire possède des caractéristiques distinctes au plan des altérations du génome et des profils d’expression géniques et que ces changements se traduisent cliniquement par une prédisposition à former des métastases ou à répondre ou non à la chimiothérapie et aux thérapies ciblées. Dans le cadre de nos travaux, nous nous sommes intéressés aux sous-types agressifs de tumeurs mammaires et notamment les cancers de type triple négatif. Nous avons aussi tenté d’identifier des marqueurs capables de distinguer l’une de l’autre les tumeurs de type luminal A et luminal B. Pour ce faire, nous avons d’abord utilisé une stratégie in silico à partir de données publiques (micro-puces d’ADN et séquençage de l’ARN). Nous avons ensuite construit sept micro-matrices tissulaires (TMA) provenant de tissus mammaires normaux et tumoraux fixés à la formaline et enrobés en paraffine. Ces outils nous ont permis d’évaluer par immunohistochimie les niveaux d’expression différentielle des marqueurs suivants : ANXA1, MMP-9, DP103 et MCM2. Ceux-ci ont été comparés aux marqueurs usuels du cancer du sein (ER, PR, HER2, CK5/6 et FOXA1) et corrélés aux données cliniques (survie globale et métastase). Nos résultats indiquent que ces nouveaux marqueurs jouent un rôle important dans l’évolution clinique défavorable des tumeurs de haut grade. Dans un premier article nous avons montré que l’expression d’ANXA1 est dérégulée dans les cancers de type triple-négatif et aussi, dans une certaine mesure, dans les tumeurs HER2+. Nous croyons qu’ANXA1 permet de mieux comprendre le processus d’hétérogénéité tumorale et facilite l’identification des tumeurs de haut grade. Nous proposons également qu’ d’ANXA1 stimule la transition épithélio-mésenchymateuse (EMT) et la formation des métastases. Dans un second temps, nous avons montré que les niveaux d’expression de MMP-9 reflètent la différenciation cellulaire et corrèlent avec les sous-types de cancers mammaires ayant un mauvais pronostic. Nous estimons que MMP-9 permet de mieux comprendre et d’identifier les tumeurs mammaires à haut risque. De fait, la surexpression de MMP-9 est associée à une augmentation des métastases, une récidive précoce et une diminution de la survie globale. Dans le cadre d’un troisième article, nous avons montré que la surexpression du marqueur de prolifération MCM2 s’observe dans les cancers triple-négatifs, HER2+ et Luminal B par comparaison aux cancers luminal A (p< 0.0001). Nos résultats suggèrent qu’en utilisant un seuil de 40% de noyaux marqués, nous pourrions distinguer l’une de l’autre les tumeurs de type luminal A et luminal B. Cela dit, avant de pouvoir envisager l’utilisation de ce marqueur en clinique, une étude de validation sur une nouvelle cohorte de patientes s’impose. En somme, les résultats de nos travaux suggèrent qu’ANXA1, MMP-9 et MCM2 sont des marqueurs intéressants pour mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques impliqués dans la progression tumorale et le développement des métastases. À terme, ces nouveaux marqueurs pourraient être utilisés seuls ou en combinaison avec d’autres gènes candidats pour permettre le développement de trousses « multigènes » ou d’essais protéomiques multiplex pour prédire l’évolution clinique des cancers mammaires.