Rôles du stress du réticulum endoplasmique et de l'immunité innée dans l'inhibition de la transcription du gène de l'insuline : étude du facteur de transcription ATF6 et du récepteur TLR4

Le diabète de type 2 (DT2) est caractérisé par une résistance des tissus périphériques à l’action de l’insuline et par une insuffisance de la sécrétion d’insuline par les cellules β du pancréas. Différents facteurs tels que le stress du réticulum endoplasmique (RE) et l’immunité innée affectent la fonction de la cellule β-pancréatique. Toutefois, leur implication dans la régulation de la transcription du gène de l’insuline demeure imprécise. Le but de cette thèse était d’identifier et de caractériser le rôle du stress du RE et de l’immunité innée dans la régulation de la transcription du gène de l’insuline. Les cellules β-pancréatiques ont un RE très développé, conséquence de leur fonction spécialisée de biosynthèse et de sécrétion d’insuline. Cette particularité les rend très susceptible au stress du RE qui se met en place lors de l’accumulation de protéines mal repliées dans la lumière du RE. Nous avons montré qu’ATF6 (de l’anglais, activating transcription factor 6), un facteur de transcription impliqué dans la réponse au stress du RE, lie directement la boîte A5 de la région promotrice du gène de l’insuline dans les îlots de Langerhans isolés de rat. Nous avons également montré que la surexpression de la forme active d’ATF6α, mais pas ATF6β, réprime l’activité du promoteur de l’insuline. Toutefois, la mutation ou l’absence de la boîte A5 ne préviennent pas l’inhibition de l’activité promotrice du gène de l’insuline par ATF6. Ces résultats montrent qu’ATF6 se lie directement au promoteur du gène de l’insuline, mais que cette liaison ne semble pas contribuer à son activité répressive. Il a été suggéré que le microbiome intestinal joue un rôle dans le développement du DT2. Les patients diabétiques présentent des concentrations plasmatiques élevées de lipopolysaccharides (LPS) qui affectent la fonction de la cellule β-pancréatique. Nous avons montré que l’exposition aux LPS entraîne une réduction de la transcription du gène de l’insuline dans les îlots de Langerhans de rats, de souris et humains. Cette répression du gène de l’insuline par les LPS est associée à une diminution des niveaux d’ARNms de gènes clés de la cellule β-pancréatique, soit PDX-1 (de l’anglais, pancreatic duodenal homeobox 1) et MafA (de l’anglais, mammalian homologue of avian MafA/L-Maf). En utilisant un modèle de souris déficientes pour le récepteur TLR4 (de l’anglais, Toll-like receptor), nous avons montré que les effets délétères des LPS sur l’expression du gène de l’insuline sollicitent le récepteur de TLR4. Nous avons également montré que l’inhibition de la voie NF-kB entraîne une restauration des niveaux messagers de l’insuline en réponse à une exposition aux LPS dans les îlots de Langerhans de rat. Ainsi, nos résultats montrent que les LPS inhibent le gène de l’insuline dans les cellules β-pancréatiques via un mécanisme moléculaire dépendant du récepteur TLR4 et de la voie NF-kB. Ces observations suggèrent ainsi un rôle pour le microbiome intestinal dans la fonction de la cellule β du pancréas. Collectivement, ces résultats nous permettent de mieux comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la répression du gène de l'insuline en réponse aux divers changements survenant de façon précoce dans l’évolution du diabète de type 2 et d'identifier des cibles thérapeutiques potentielles qui permettraient de prévenir ou ralentir la détérioration de l'homéostasie glycémique au cours de cette maladie, qui affecte plus de deux millions de Canadiens.

Étude de la voie de signalisation de l’insuline chez la drosophile par une approche phosphoprotéomique

La phosphorylation est une modification post-traductionnelle modulant l’activité, la conformation ou la localisation d’une protéine et régulant divers processus. Les kinases et phosphatases sont responsables de la dynamique de phosphorylation et agissent de manière coordonnée. L’activation anormale ou la dérégulation de kinases peuvent conduire au développement de cancers ou de désordres métaboliques. Les récepteurs tyrosine kinase (RTKs) sont souvent impliqués dans des maladies et la compréhension des mécanismes régissant leur régulation permet de déterminer les effets anticipés sur leurs substrats. Dans ce contexte, le but de cette thèse est d’identifier les évènements de phosphorylation intervenant dans la voie de l’insuline chez la drosophile impliquant un RTK : le récepteur de l’insuline (InR). La cascade de phosphorylation déclenchée suite à l’activation du récepteur est conservée chez le mammifère. Afin d’étudier le phosphoprotéome de cellules S2 de drosophile, nous avons utilisé une étape d’enrichissement de phosphopeptides sur dioxyde de titane suivie de leur séparation par chromatographie liquide (LC) et mobilité ionique (FAIMS). Les phosphopeptides sont analysés par spectrométrie de masse en tandem à haute résolution. Nous avons d’abord démontré les bénéfices de l’utilisation du FAIMS comparativement à une étude conventionnelle en rapportant une augmentation de 50 % dans le nombre de phosphopeptides identifiés avec FAIMS. Cette technique permet de séparer des phosphoisomères difficilement distinguables par LC et l’acquisition de spectres MS/MS distincts où la localisation précise du phosphate est déterminée. Nous avons appliqué cette approche pour l’étude des phosphoprotéomes de cellules S2 contrôles ou traitées à l’insuline et avons identifié 32 phosphopeptides (sur 2 660 quantifiés) pour lesquels la phosphorylation est modulée. Étonnamment, 50 % des cibles régulées possèdent un site consensus pour la kinase CK2. Une stratégie d’inhibition par RNAi a été implémentée afin d’investiguer le rôle de CK2 dans la voie de l’insuline. Nous avons identifié 6 phosphoprotéines (CG30085, su(var)205, scny, protein CDV3 homolog, D1 et mu2) positivement régulées suite à l’insuline et négativement modulées après le traitement par RNAi CK2. Par essai kinase in vitro, nous avons identifié 29 cibles directes de CK2 dont 15 corrélaient avec les résultats obtenus par RNAi. Nous avons démontré que la phosphorylation de su(var)205 (S15) était modulée par l’insuline en plus d’être une cible directe de CK2 suite à l’expérience RNAi et à l’essai kinase. L’analyse des données phosphoprotéomiques a mis en évidence des phosphopeptides isomériques dont certains étaient séparables par FAIMS. Nous avons déterminé leur fréquence lors d’études à grande échelle grâce à deux algorithmes. Le script basé sur les différences de temps de rétention entre isomères a identifié 64 phosphoisomères séparés par LC chez la souris et le rat (moins de 1 % des peptides identifiés). Chez la drosophile, 117 ont été répertoriés en combinaison avec une approche ciblée impliquant des listes d’inclusion. Le second algorithme basé sur la présence d’ions caractéristiques suite à la fragmentation de formes qui co-éluent a rapporté 23 paires isomériques. L’importance de pouvoir distinguer des phosphoisomères est capitale dans le but d’associer une fonction biologique à un site de phosphorylation précis qui doit être identifié avec confiance.

The orphan nuclear receptor NR5A2 regulates peri-ovulatory events and their consequent luteinization in mice

Le récepteur nucléaire Nr5a2, également connu sous le nom de liver receptor homolog-1 (Lrh-1), est exprimé au niveau de l’ovaire chez la souris, exclusivement dans les cellules lutéales et de la granulosa. La perturbation de Nr5a2, spécifique aux cellules de la granulosa chez la souris à partir des follicules primaires dans la trajectoire du développement folliculaire a démontré que Nr5a2 est un régulateur clé de l’ovulation et de la fertilité chez la femelle. Notre hypothèse veut que Nr5a2 régule les évènements péri- et post-ovulatoires dans une séquence temporelle lors de la folliculogénèse. Afin d'étudier l’implication de Nr5a2 lors de l’ovulation et de la lutéinisation à différents stades du développement folliculaire, nous avons généré deux modèles de souris knockout spécifiques aux cellules de la granulosa pour Nr5a2: 1) Nr5a2Amhr2-/-, avec une réduction de Nr5a2 à partir des follicules primaires et subséquents; 2) Nr5a2Cyp19-/-, avec une réduction de Nr5a2 débutant au stade antral de développement en progressant. L’absence de Nr5a2 à partir des follicules antraux a résulté en une infertilité chez les femelles Nr5a2Cyp19-/-, de même qu’en des structures non-fonctionnelles similaires aux structures lutéales au niveau des ovaires, en une réduction des niveaux de progestérone synthétisée ainsi qu’en un échec dans le support d’une pseudo-gestation. La synthèse de progestérone a été entravée suite à l’absence de Nr5a2 par l’entremise d’une régulation à la baisse des gènes reliés au transport du cholestérol, Scarb1, StAR et Ldlr, démontré par qPCR. Les complexes cumulus-oocytes des femelles Nr5a2Cyp19-/- immatures super-stimulées ont subi une expansion in vivo, mais l’ovulation a été perturbée, possiblement par une régulation à la baisse du gène du récepteur de la progestérone (Pgr). Un essai d’expansion du cumulus in vitro a démontré une expansion défectueuse du cumulus chez les Nr5a2Amhr2-/-, associée à un dérèglement de la protéine des jonctions communicantes (Gja1; Cx43). Cependant, l’expansion du cumulus chez les Nr5a2Cyp19-/- n’a pas été autant affectée. Des résultats obtenus par qPCR ont démontré une régulation à la baisse dans l’expression des gènes Areg, Ereg, Btc et Tnfaip6 chez les deux modèles de cellules ovariennes knockout à 2h et 4h post hCG. Nous avons observé que 85% des oocytes, chez les deux génotypes mutants, peuvent subir une rupture de la vésicule germinative, confirmant leur capacité de maturation in vivo. La technique d’injection intra-cytoplasmique de spermatozoïdes a prouvé que les oocytes des deux génotypes mutants sont fertilisables et que 70% des embryons résultants ont poursuivi leur développement vers le stade de blastocyste, et ce, indépendamment du génotype. En conclusion, Nr5a2 régule la fertilité chez les femelles tout au long du processus du développement folliculaire. Il a été démontré que Nr5a2 est essentiel à la lutéinisation et que sa perturbation dans les cellules somatiques ovariennes ne compromet pas la capacité des oocytes à être fertilisés. En vue d’ensemble, nous avons fourni une investigation inédite et complète, utilisant de multiples modèles et techniques afin de déterminer les mécanismes par lesquels Nr5a2 régule les importants processus que sont l’expansion du cumulus, l’ovulation ainsi que la formation du corps jaune.

Rôle de l’enzyme PAS kinase dans la régulation du facteur de transcription PDX-1 dans la cellule bêta pancréatique.

Le diabète de type 2 (DT2) se caractérise par une production insuffisante d'insuline par le pancréas ainsi qu'une résistance des tissus périphériques à l'action de l'insuline. Dans les cellules bêta pancréatiques, le glucose stimule la production de l'insuline en induisant la transcription de son gène et la traduction ainsi que la sécrétion de sa protéine. Paradoxalement, une exposition prolongée et simultanée de ces cellules à de hautes concentrations de glucose en présence d'acides gras conduit à la détérioration de la fonction bêta pancréatique et au développement du DT2. Toutefois, les mécanismes moléculaires responsables de ces effets du glucose ne sont que partiellement connus. L'objectif du travail décrit dans cette thèse est d'identifier les mécanismes responsables de la régulation de la transcription du gène de l'insuline. PDX-1 (de l’anglais pour pancreatic and duodenal homeobox 1) est un facteur de transcription majeur et essentiel tant pour le développement du pancréas que pour le maintien de sa fonction à l'état adulte. En réponse au glucose, PDX-1 se lie au promoteur du gène de l'insuline et induit sa transcription. Ceci est inhibé par l'acide gras palmitate. Dans la première partie des travaux effectués dans le cadre de cette thèse, nous avons identifié deux mécanismes de régulation de la transcription du gène de l'insuline: le premier via ERK1/2 (de l'anglais pour extracellular-signal-regulated protein kinases 1 and 2) et le second par l’enzyme PASK (pour per-arnt-sim kinase). Nous avons également mis en évidence l'existence d'un troisième mécanisme impliquant l'inhibition de l'expression du facteur de transcription MafA par le palmitate. Nos travaux indiquent que la contribution de la signalisation via PASK est majeure. L'expression de PASK est augmentée par le glucose et inhibée par le palmitate. Sa surexpression dans les cellules MIN6 et les îlots isolés de rats, mime les effets du glucose sur l'expression du gène de l'insuline ainsi que sur l'expression de PDX-1 et prévient les effets délétères du palmitate. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons identifié un nouveau mécanisme par lequel PASK augmente la stabilité protéique de PDX-1, soit via la phosphorylation et l'inactivation de la protéine kinase GSK3 bêta (de l'anglais pour glycogen synthase kinase 3 beta). Le glucose induit la translocation de PDX-1 du cytoplasme vers le noyau, ce qui est essentiel à sa liaison au promoteur de ses gènes cibles. L'exclusion nucléaire de PDX-1 a été observée dans plusieurs modèles ex vivo et in vivo de dysfonction de la cellule bêta pancréatique. Dans le dernier volet de cette thèse, nous avons démontré l'importance de l'utilisation de cellules primaires (îlots isolés et dispersés) pour étudier la translocation nucléaire de PDX-1 endogène étant donné que ce mode de régulation est absent dans les lignées insulino-sécrétrices MIN6 et HIT-T15. Ces études nous ont permis d'identifier et de mieux comprendre les mécanismes régulant la transcription du gène de l'insuline via le facteur de transcription PDX-1. Les cibles moléculaires ainsi identifiées pourraient contribuer au développement de nouvelles approches thérapeutiques pour le traitement du diabète de type 2. Mots-clés : Diabète, îlots de Langerhans, cellule bêta pancréatique, gène de l'insuline, PDX-1, PASK, GSK3 bêta, ERK1/2, PKB, glucose, palmitate.

Syk-Dependent Cytokine Induction by Dectin-1 Reveals a Novel Pattern Recognition Pathway for C Type Lectins

Pattern-recognition receptors (PRRs) detect molecular signatures of microbes and initiate immune responses to infection. Prototypical PRRs such as Toll-like receptors (TLRs) signal via a conserved pathway to induce innate response genes. In contrast, the signaling pathways engaged by other classes of putative PRRs remain ill defined. Here, we demonstrate that the β-glucan receptor Dectin-1, a yeast binding C type lectin known to synergize with TLR2 to induce TNFα and IL-12, can also promote synthesis of IL-2 and IL-10 through phosphorylation of the membrane proximal tyrosine in the cytoplasmic domain and recruitment of Syk kinase. syk−/− dendritic cells (DCs) do not make IL-10 or IL-2 upon yeast stimulation but produce IL-12, indicating that the Dectin-1/Syk and Dectin-1/TLR2 pathways can operate independently. These results identify a novel signaling pathway involved in pattern recognition by C type lectins and suggest a potential role for Syk kinase in regulation of innate immunity.

Induction of heme oxygenase 1 by moderately oxidized low-density lipoproteins in human vascular smooth muscle cells: role of mitogen-activated protein kinases and Nrf2

Oxidized low-density lipoproteins (LDL) play a central role in atherogenesis and induce expression of the antioxidant stress protein heme oxygenase 1 (HO-1). In the present study we investigated induction of HO-1 and adaptive increases in reduced glutathione (GSH) in human aortic smooth muscle cells (SMC) in response to moderately oxidized LDL (moxLDL, 100 mu g protein/ml, 24 h), a species containing high levels of lipid hydroperoxides. Expression and activity of HO-1 and GSH levels were elevated to a greater extent by moxLDL than highly oxidized LDL but unaffected by native or acetylated LDL. Inhibitors of protein kinase C (PKC) or mitogen-activated protein kinases (MAPK) p38(MAPK) and MEK or c-jun-NH2-terminal kinase (JNK) significantly attenuated induction of HO-1. Phosphorylation of p38(MAPK), extracellular signal-regulated kinase (ERK1/2), or JNK and nuclear translocation of the transcription factor Nrf2 were enhanced following acute exposure of SMC to rnoxLDL (100 mu g proteiri/ml, 1-2 h). Pretreatment of SMC with the antioxidant vitamin C (100 mu M, 24 h) attenuated the induction of HO-1 by moxLDL. Native and oxidized LDL did not alter basal levels of intracellular ATP, mitochondrial dehydrogenase activity, or expression of the lectin-like oxidized LDL receptor (LOX-1) in SMC. These findings demonstrate for the first time that activation of PKC, p38(MAPK), JNK, ERK1/2, and Nrf2 by oxidized LDL in human SMC leads to HO-1 induction, constituting an adaptive response against oxidative injury that can be ameliorated by vitamin C. (C) 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

Supranutritional selenium induces alterations in molecular targets related to energy metabolism in skeletal muscle and visceral adipose tissue of pigs

While selenium (Se) is an essential micronutrient for humans, epidemiological studies have raised concern that supranutritional Se intake may increase the risk to develop Type 2 diabetes mellitus (T2DM). We aimed to determine the impact of Se at a dose and source frequently ingested by humans on markers of insulin sensitivity and signalling. Male pigs were fed either a Se-adequate (0.17 mg Se/kg) or a Se-supranutritional (0.50 mg Se/kg; high-Se) diet. After 16 weeks of intervention, fasting plasma insulin and cholesterol levels were non-significantly increased in the high-Se pigs, whereas fasting glucose concentrations did not differ between the two groups. In skeletal muscle of high-Se pigs, glutathione peroxidase activity was increased, gene expression of forkhead box O1 transcription factor and peroxisomal proliferator-activated receptor- coactivator 1 were increased and gene expression of the glycolytic enzyme pyruvate kinase was decreased. In visceral adipose tissue of high-Se pigs, mRNA levels of sterol regulatory element-binding transcription factor 1 were increased, and the phosphorylation of Akt, AMP-activated kinase and mitogen-activated protein kinases was affected. In conclusion, dietary Se oversupply may affect expression and activity of proteins involved in energy metabolism in major insulin target tissues, though this is probably not sufficient to induce diabetes.

Antithrombotic actions of statins involve PECAM-1 signalling

Statins are widely prescribed cholesterol-lowering drugs that are a first-line treatment for coronary artery disease and atherosclerosis, reducing the incidence of thrombotic events such as myocardial infarction and stroke. Statins have been shown to reduce platelet activation, although the mechanism(s) through which this occurs is unclear. Since several of the characteristic effects of statins on platelets are shared with those elicited by the inhibitory platelet adhesion receptor PECAM-1, we investigated a potential connection between the influence of statins on platelet function and PECAM-1 signalling. Statins were found to inhibit a range of platelet functional responses and thrombus formation in vitro and in vivo. Notably, these effects of statins on platelet function in vitro and in vivo were diminished in PECAM-1-/- platelets. Activation of PECAM-1 signalling results in its tyrosine phosphorylation, the recruitment and activation of tyrosine phosphatase SHP-2, the subsequent binding of phosphoinositol 3-kinase (PI3-K) and diminished PI3-K signalling. Statins resulted in the stimulation of these events, leading to the inhibition of Akt activation. Together, these data provides evidence for a fundamental role of PECAM-1 in the inhibitory effects of statins on platelet activation, which may explain some of the pleiotropic actions of these drugs.

The genetics of diabetes mellitus

Genes play an important role in the development of diabetes mellitus. Putative susceptibility genes could be the key to the development of diabetes. Type 1 diabetes mellitus is one of the most common chronic diseases of childhood. A combination of genetic and environmental factors is most likely the cause of Type 1 diabetes. The pathogenetic sequence leading to the selective autoimmune destruction of islet beta-cells and development of Type 1 diabetes involves genetic factors, environmental factors, immune regulation and chemical mediators. Unlike Type 1 diabetes mellitus, Type 2 diabetes is often considered a polygenic disorder with multiple genes located on different chromosomes being associated with this condition. This is further complicated by numerous environmental factors which also contribute to the clinical manifestation of the disorder in genetically predisposed persons. Only a minority of cases of type 2 diabetes are caused by single gene defects such as maturity onset diabetes of the young (MODY), syndrome of insulin resistance (insulin receptor defect) and maternally inherited diabetes and deafness (mitochondrial gene defect). Although Type 2 diabetes mellitus appears in almost epidemic proportions our knowledge of the mechanism of this disease is limited. More information about insulin secretion and action and the genetic variability of the various factors involved will contribute to better understanding and classification of this group of diseases. This article discusses the results of various genetic studies on diabetes with special reference to Indian population.

The integration of lipid-sensing and anti-inflammatory effects: how the PPARs play a role in metabolic balance

The peroxisomal proliferating-activated receptors (PPARs) are lipid-sensing transcription factors that have a role in embryonic development, but are primarily known for modulating energy metabolism, lipid storage, and transport, as well as inflammation and wound healing. Currently, there is no consensus as to the overall combined function of PPARs and why they evolved. We hypothesize that the PPARs had to evolve to integrate lipid storage and burning with the ability to reduce oxidative stress, as energy storage is essential for survival and resistance to injury/infection, but the latter increases oxidative stress and may reduce median survival (functional longevity). In a sense, PPARs may be an evolutionary solution to something we call the 'hypoxia-lipid' conundrum, where the ability to store and burn fat is essential for survival, but is a 'double-edged sword', as fats are potentially highly toxic. Ways in which PPARs may reduce oxidative stress involve modulation of mitochondrial uncoupling protein (UCP) expression (thus reducing reactive oxygen species, ROS), optimising forkhead box class O factor (FOXO) activity (by improving whole body insulin sensitivity) and suppressing NFkB (at the transcriptional level). In light of this, we therefore postulate that inflammation-induced PPAR downregulation engenders many of the signs and symptoms of the metabolic syndrome, which shares many features with the acute phase response (APR) and is the opposite of the phenotype associated with calorie restriction and high FOXO activity. In genetically susceptible individuals (displaying the naturally mildly insulin resistant 'thrifty genotype'), suboptimal PPAR activity may follow an exaggerated but natural adipose tissue-related inflammatory signal induced by excessive calories and reduced physical activity, which normally couples energy storage with the ability to mount an immune response. This is further worsened when pancreatic decompensation occurs, resulting in gluco-oxidative stress and lipotoxicity, increased inflammatory insulin resistance and oxidative stress. Reactivating PPARs may restore a metabolic balance and help to adapt the phenotype to a modern lifestyle.

Blockage of Angiotensin II type 2 receptor prevents thyroxine-mediated cardiac hypertrophy by blocking Akt activation

Although most of effects of Angiotensin II (Ang II) related to cardiac remodelling can be attributed to type 1 Ang II receptor (AT(1)R), the type 2 receptor (AT(2)R) has been shown to be involved in the development of some cardiac hypertrophy models. In the present study, we investigated whether the thyroid hormone (TH) action leading to cardiac hypertrophy is also mediated by increased Ang II levels or by change on AT(1)R and AT(2)R expression, which could contribute to this effect. In addition, we also evaluated the possible contribution of AT(2)R in the activation of Akt and in the development of TH-induced cardiac hypertrophy. To address these questions, Wistar rats were treated with thyroxine (T(4), 0.1 mg/kg BW/day, i.p.), with or without AT(2)R blocker (PD123319), for 14 days. Cardiac hypertrophy was identified based on heart/body weight ratio and confirmed by analysis of atrial natriuretic factor mRNA expression. Cardiomyocyte cultures were used to exclude the influence of TH-related hemodynamic effects. Our results demonstrate that the cardiac Ang II levels were significantly increased (80%, P < 0.001) as well as the AT(2)R expression (50%, P < 0.05) in TH-induced cardiac hypertrophy. The critical involvement of AT(2)R to the development of this cardiac hypertrophy in vivo was evidenced after administration of AT(2) blocker, which was able to prevent in 40% (P < 0.01) the cardiac mass gain and the Akt activation induced by TH. The role of AT(2)R to the TH-induced cardiomyocyte hypertrophy was also confirmed after using PD123319 in the in vitro studies. These findings improve understanding of the cardiac hypertrophy observed in hyperthyroidism and provide new insights into the generation of future therapeutic strategies.

Prevalence of DEA 1 canine blood group system in dogs (Canis familiaris, Linnaeus, 1758) reared in Brazil

Os cães possuem cinco grupos sangüíneos bem estabelecidos, compostos por sete determinantes antigênicos eritrocitários, os quais são denominados de dog erythrocyte antigen (DEA). O grupo DEA 1 (subgrupos 1.1, 1.2 e 1.3) tem sido considerado o mais importante no que se refere às transfusões de sangue. Isto ocorre porque esse grupo possui um alto potencial para estimulação antigênica e, dessa forma, pode estimular a produção de anticorpos se um receptor DEA 1 negativo receber uma transfusão de sangue DEA 1 positivo, levando a uma reação transfusional hemolítica em uma segunda transfusão com hemácias do tipo DEA 1. A freqüência de aparecimento do grupo DEA 1 é bem conhecida em outros países, porém, até então, não havia informações disponíveis sobre o referido grupo no Brasil. No presente estudo, objetivou-se avaliar a prevalência do grupo sangüíneo DEA 1 (subgrupos 1.1 e 1.2) em cães criados no Brasil. Para tanto, 150 cães de raças, sexos e idades diferentes, triados junto ao Hospital Veterinário da FCAV/UNESP, Campus de Jaboticabal, foram submetidos a tipagem sangüínea para o grupo DEA 1 (subgrupos 1.1 e 1.2) canino, utilizando-se reagentes adquiridos comercialmente junto ao Laboratório de Imunoematologia e Sorologia da Universidade de Michigan (EUA). Os resultados obtidos neste ensaio revelaram que a prevalência geral para o grupo DEA 1 é de 91,3%, consideradas as condições e características da população estudada, compreendendo 51,3% de cães do tipo DEA 1.1, 40% de cães do tipo DEA 1.2, e os 8,7% restantes sendo negativos para o referido grupo. A partir das prevalências encontradas, calculou-se que a probabilidade de um cão DEA 1 negativo receber sangue DEA 1.1, em uma primeira transfusão feita ao acaso, é de aproximadamente 4,5%. Sendo assim, este índice reflete um risco potencial para a sensibilização de um receptor DEA 1 negativo, o que deflagraria a produção de anticorpos. Posteriormente, se este mesmo paciente recebesse uma segunda transfusão de sangue, feita ao acaso, a probabilidade de receber hemácias do tipo DEA 1.1 seria de aproximadamente 2,3%, o que representaria o risco potencial de ocorrência de uma reação transfusional hemolítica aguda. Por outro lado, a probabilidade de este cão receber sangue do tipo DEA 1.2 seria cerca de 1,8%, o que levaria a uma reação transfusional menos grave, porém potencialmente prejudicial. No presente estudo, observou-se que o risco potencial para uma reação transfusional é mínimo, quando se trata de um cão mestiço.

Low protein diet confers resistance to the inhibitory effects of interleukin1 beta on insulin secretion in pancreatic islets

High protein content in the diet during childhood and adolescence has been associated to the onset insulin-dependent diabetes mellitus. We investigated the effect of interleukin-1 beta (IL-I beta) on insulin secretion, glucose metabolism, and nitrite formation by islets isolated from rats fed with normal protein (NP, 17%) or low protein (LP, 6%) after weaning. Pretreatment of islets with IL-1 beta for 1 h or 34 h inhibited the insulin secretion induced by glucose in both groups, but it was less marked in LP than in NP group. Islets from LP rats exhibited a decreased IL-1 beta -induced nitric oxide (NO) production, lower inhibition of D-[(UC)-C-14]-glucose oxidation to (CO2)-C-14, and less pronounced effect of IL-1 beta on alpha -ketoisocaproic acid-induced insulin secretion than NP islets. However, when the islets were stimulated by high concentrations of K+ the inhibitory effect of IL-1 beta on insulin secretion was not different between groups. In conclusion, protein restriction protects beta -cells of the deleterious effect of IL-1 beta, apparently, by decreasing NO production. The lower NO generation in islets from protein deprived rats may be due to increased free fatty acids oxidation and consequent alteration in Ca2+ homeostasis. (C) 2001 Elsevier B.V. All rights reserved.

Influence of moderate physical training on the GH/IGF-1 axis in diabetic rats

The influence of moderate physical training on serum growth hormone (GH), insulin-like growth factor -1 (IGF-1) and binding protein ( IGFBP-3) in experimental diabetic rats was investigated. Male Wistar rats were divided into 4 groups, sedentary control (SC), trained control (TC), sedentary diabetic (SD) and trained diabetic (TD). Experimental diabetes was induced of Alloxan (35mg/b.w.) the training program consisted by swimming 5 days/week, 1 h/day, supporting a load of 2.5% b.w., during 6 weeks. Then, the rats were sacrificed and blood was collected for determinations of serum glucose, insulin, GH, IGF-1 and IGFBP-3. Samples of liver were used to evaluate glycogen, protein and DNA contents. The results were analyzed by ANOVA, and Bonferroni test and the significance level was set at 2.5%. Diabetes decreased serum GH, IGF-1, IGFBP-3 and liver glycogen stores in SD group. Physical training promoted increase in serum IGF-1 in both TC and TD groups (SC=82 +/- 15; TC= 1 03 +/- 13; SD=77 +/- 16; TD= 112 +/- 29 ng/ml) and liver glycogen store in TD group when compared to SD (SC=5.2 +/- 1.2; TC= 6.2 +/- 1; SD=2 +/- 0.5; TD=5 +/- 1.8 mg/100mg). Therefore, physical training contributes to the increase in liver glycogen content and to rise of insulin-like growth factor level in diabetic rats. It was concluded that moderate physical training promotes important adaptations related to GH-IGF-1 axis in diabetic organisms.

Structural and functional characterization of neuwiedase, a nonhemorrhagic fibrin(ogen)olytic metalloprotease from Bothrops neuwiedi snake venom

A fibrino(geno)lytic nonhemorrhagic metalloprotease (neuwiedase) was purified from Bothrops neuwiedi snake venom by a single chromatographic step procedure on a CM-Sepharose column, Neuwiedase represented 4.5% (w/w) of the crude desiccated venom, with an approximate Mr of 20,000 and pI 5.9, As regards the amino acid composition, neuwiedase showed similarities with other metalloproteases, with high proportions of Asx, Glx, Leu, and Ser, Atomic absorption spectroscopy showed that one mole of Zn2+ and one mole of Ca2+ were present per mole olf protein. The cDNA encoding neuwiedase was isolated by RT-PCR from venom gland RNA, using oligonucleotides based on the partially determined amino-acid sequences of this metalloprotease. The fall sequence contained approximately 594 bp, which codified the 198 amino acid residues with an estimated molecular weight of 22,375. Comparison of the nucleotide and amino acid sequences of neuwiedase with those of other snake venom metalloproteases showed a high level of sequential similarity, Neuwiedase has two highly conserved characteristics sequences H(142)E(143)XXH(146)XXG(140)XXH(152) and C164I165M166. The three-dimensional structure of neuwiedase was modeled based on the crystal structure of Crotalus adamanteus Adamalysin II. This model revealed that the zinc binding site region showed a I high structural similarity with other metalloproteases,, the proteolyitc specificity, using the B beta-chain of oxidized insulin as substrate, was shown to be directed to the Ala(14)-Leu(15) and Tyr(16)-Leu(17) peptide bonds which were preferentially hydrolyzed. Neuwiedase is a A alpha,B beta fibrinogenase, Its activity upon the A alpha chain of fibrinogen was detected within 15 min of incubation. The optimal temperature and pH for the degradation of both A alpha and B beta chains were 37 degrees C and 7.4-8.0, respectively. This activity was inhibited by EDTA and 1,10-phenantroline, Neuwiedase also showed proteolytic activity upon fibrin and some components of the extracellular matrix. However, it did not show TAME esterase activity and was not able to inhibit platelet aggregation. (C) 2000 Academic Press.