EVERSUN: A phase 2 trial of alternating sunitinib and everolimus as first-line therapy for advanced renal cell carcinoma

Background We hypothesised that alternating inhibitors of the vascular endothelial growth factor receptor (VEGFR) and mammalian target of rapamycin pathways would delay the development of resistance in advanced renal cell carcinoma (aRCC). Patients and methods A single-arm, two-stage, multicentre, phase 2 trial to determine the activity, feasibility, and safety of 12-week cycles of sunitinib 50 mg daily 4 weeks on / 2 weeks off, alternating with everolimus 10 mg daily for 5 weeks on / 1 week off, until disease progression or prohibitive toxicity in favourable or intermediate-risk aRCC. The primary end point was proportion alive and progression-free at 6 months (PFS6m). The secondary end points were feasibility, tumour response, overall survival (OS), and adverse events (AEs). The correlative objective was to assess biomarkers and correlate with clinical outcome. Results We recruited 55 eligible participants from September 2010 to August 2012. Demographics: mean age 61, 71% male, favourable risk 16%, intermediate risk 84%. Cycle 2 commenced within 14 weeks for 80% of participants; 64% received ≥22 weeks of alternating therapy; 78% received ≥22 weeks of any treatment. PFS6m was 29/55 (53%; 95% confidence interval [CI] 40% to 66%). Tumour response rate was 7/55 (13%; 95% CI 4% to 22%, all partial responses). After median follow-up of 20 months, 47 of 55 (86%) had progressed with a median progression-free survival of 8 months (95% CI 5–10), and 30 of 55 (55%) had died with a median OS of 17 months (95% CI 12–undefined). AEs were consistent with those expected for each single agent. No convincing prognostic biomarkers were identified. Conclusions The EVERSUN regimen was feasible and safe, but its activity did not meet pre-specified values to warrant further research. This supports the current approach of continuing anti-VEGF therapy until progression or prohibitive toxicity before changing treatment.

Simian Virus 40 Small T Antigen Activates AMPK and Triggers Autophagy To Protect Cancer Cells from Nutrient Deprivation

As tumors grow larger, they often experience an insufficient supply of oxygen and nutrients. Hence, cancer cells must develop mechanisms to overcome these stresses. Using an in vitro transformation model where the presence of the simian virus 40 (SV40) small T (ST) antigen has been shown to be critical for tumorigenic transformation, we investigated whether the ST antigen has a role to play in regulating the energy homeostasis of cancer cells. We find that cells expressing the SV40 ST antigen (+ST cells) are more resistant to glucose deprivation-induced cell death than cells lacking the SV40 ST antigen (-ST cells). Mechanistically, we find that the ST antigen mediates this effect by activating a nutrient-sensing kinase, AMP-activated protein kinase (AMPK). The basal level of active, phosphorylated AMPK was higher in +ST cells than in -ST cells, and these levels increased further in response to glucose deprivation. Additionally, inhibition of AMPK in +ST cells increased the rate of cell death, while activation of AMPK in -ST cells decreased the rate of cell death, under conditions of glucose deprivation. We further show that AMPK mediates its effects, at least in part, by inhibiting mTOR (mammalian target of rapamycin), thereby shutting down protein translation. Finally, we show that +ST cells exhibit a higher percentage of autophagy than -ST cells upon glucose deprivation. Thus, we demonstrate a novel role for the SV40 ST antigen in cancers, where it functions to maintain energy homeostasis during glucose deprivation by activating AMPK, inhibiting mTOR, and inducing autophagy as an alternate energy source.

MYC activity mitigates response to rapamycin in prostate cancer through eukaryotic initiation factor 4E-binding protein 1-mediated inhibition of autophagy.

Loss of PTEN and activation of phosphoinositide 3-kinase are commonly observed in advanced prostate cancer. Inhibition of mammalian target of rapamycin (mTOR), a downstream target of phosphoinositide 3-kinase signaling, results in cell cycle arrest and apoptosis in multiple in vitro and in vivo models of prostate cancer. However, single-agent use of mTOR inhibition has limited clinical success, and the identification of molecular events mitigating tumor response to mTOR inhibition remains a critical question. Here, using genetically engineered human prostate epithelial cells (PrEC), we show that MYC, a frequent target of genetic gain in prostate cancers, abrogates sensitivity to rapamycin by decreasing rapamycin-induced cytostasis and autophagy. Analysis of MYC and the mTOR pathway in human prostate tumors and PrEC showed selective increased expression of eukaryotic initiation factor 4E-binding protein 1 (4EBP1) with gain in MYC copy number or forced MYC expression, respectively. We have also found that MYC binds to regulatory regions of the 4EBP1 gene. Suppression of 4EBP1 expression resulted in resensitization of MYC-expressing PrEC to rapamycin and increased autophagy. Taken together, our findings suggest that MYC expression abrogates sensitivity to rapamycin through increased expression of 4EBP1 and reduced autophagy.

Role of T cells in malnutrition and obesity.

Nutritional status is critically important for immune cell function. While obesity is characterized by inflammation that promotes metabolic syndrome including cardiovascular disease and insulin resistance, malnutrition can result in immune cell defects and increased risk of mortality from infectious diseases. T cells play an important role in the immune adaptation to both obesity and malnutrition. T cells in obesity have been shown to have an early and critical role in inducing inflammation, accompanying the accumulation of inflammatory macrophages in obese adipose tissue, which are known to promote insulin resistance. How T cells are recruited to adipose tissue and activated in obesity is a topic of considerable interest. Conversely, T cell number is decreased in malnourished individuals, and T cells in the setting of malnutrition have decreased effector function and proliferative capacity. The adipokine leptin, which is secreted in proportion to adipocyte mass, may have a key role in mediating adipocyte-T cell interactions in both obesity and malnutrition, and has been shown to promote effector T cell function and metabolism while inhibiting regulatory T cell proliferation. Additionally, key molecular signals are involved in T cell metabolic adaptation during nutrient stress; among them, the metabolic regulator AMP kinase and the mammalian target of rapamycin have critical roles in regulating T cell number, function, and metabolism. In summary, understanding how T cell number and function are altered in obesity and malnutrition will lead to better understanding of and treatment for diseases where nutritional status determines clinical outcome.

The liver kinase B1 is a central regulator of T cell development, activation, and metabolism.

T cell activation leads to engagement of cellular metabolic pathways necessary to support cell proliferation and function. However, our understanding of the signal transduction pathways that regulate metabolism and their impact on T cell function remains limited. The liver kinase B1 (LKB1) is a serine/threonine kinase that links cellular metabolism with cell growth and proliferation. In this study, we demonstrate that LKB1 is a critical regulator of T cell development, viability, activation, and metabolism. T cell-specific ablation of the gene that encodes LKB1 resulted in blocked thymocyte development and a reduction in peripheral T cells. LKB1-deficient T cells exhibited defects in cell proliferation and viability and altered glycolytic and lipid metabolism. Interestingly, loss of LKB1 promoted increased T cell activation and inflammatory cytokine production by both CD4(+) and CD8(+) T cells. Activation of the AMP-activated protein kinase (AMPK) was decreased in LKB1-deficient T cells. AMPK was found to mediate a subset of LKB1 functions in T lymphocytes, as mice lacking the α1 subunit of AMPK displayed similar defects in T cell activation, metabolism, and inflammatory cytokine production, but normal T cell development and peripheral T cell homeostasis. LKB1- and AMPKα1-deficient T cells each displayed elevated mammalian target of rapamycin complex 1 signaling and IFN-γ production that could be reversed by rapamycin treatment. Our data highlight a central role for LKB1 in T cell activation, viability, and metabolism and suggest that LKB1-AMPK signaling negatively regulates T cell effector function through regulation of mammalian target of rapamycin activity.

hVps34 is a nutrient-regulated lipid kinase required for activation of p70 S6 kinase

Mammalian cells respond to nutrient deprivation by inhibiting energy consuming processes, such as proliferation and protein synthesis, and by stimulating catabolic processes, such as autophagy. p70 S6 kinase (S6K1) plays a central role during nutritional regulation of translation. S6K1 is activated by growth factors such as insulin, and by mammalian target of rapamycin (mTOR), which is itself regulated by amino acids. The Class IA phosphatidylinositol (PI) 3-kinase plays a well recognized role in the regulation of S6K1. We now present evidence that the Class III PI 3-kinase, hVps34, also regulates S6K1, and is a critical component of the nutrient sensing apparatus. Overexpression of hVps34 or the associated hVps15 kinase activates S6K1, and insulin stimulation of S6K1 is blocked by microinjection of inhibitory anti-hVps34 antibodies, overexpression of a FYVE domain construct that sequesters the hVps34 product PI(3) P, or small interfering RNA-mediated knock-down of hVps34. hVps34 is not part of the insulin input to S6K1, as it is not stimulated by insulin, and inhibition of hVps34 has no effect on phosphorylation of Akt or TSC2 in insulin-stimulated cells. However, hVps34 is inhibited by amino acid or glucose starvation, suggesting that it lies on the nutrient-regulated pathway to S6K1. Consistent with this, hVps34 is also inhibited by activation of the AMP-activated kinase, which inhibits mTOR/S6K1 in glucose-starved cells. hVps34 appears to lie upstream of mTOR, as small interfering RNA knock- down of hVps34 inhibits the phosphorylation of another mTOR substrate, eIF4E-binding protein-1 (4EBP1). Our data suggest that hVps34 is a nutrient-regulated lipid kinase that integrates amino acid and glucose inputs to mTOR and S6K1.

Enhanced lymphocyte interferon (IFN)-γ responses in a PTEN mutation-negative Cowden disease kindred.

Identification of immune modifiers of inherited cancer syndromes may provide a rationale for preventive therapy. Cowden disease (CD) is a genetically heterogeneous inherited cancer syndrome that arises predominantly from germline phosphatase and tensin homologue deleted on chromosome 10 (PTEN) mutation and increased phosphoinositide 3-kinase/mammalian target of rapamycin (PI3K/mTOR) signalling. However, many patients with classic CD diagnostic features are mutation-negative for PTEN (PTEN M-Neg). Interferon (IFN)-gamma can modulate the PI3K/mTOR pathway, but its association with PTEN M-Neg CD remains unclear. This study assessed IFN-gamma secretion by multi-colour flow cytometry in a CD kindred that was mutation-negative for PTEN and other known susceptibility genes. Because IFN-gamma responses may be regulated by killer cell immunoglobulin-like receptors (KIR) and respective human leucocyte antigen (HLA) ligands, KIR/HLA genotypes were also assessed. Activating treatments induced greater IFN-gamma secretion in PTEN M-Neg CD peripheral blood lymphocytes versus healthy controls. Increased frequency of activating KIR genes, potentially activating KIR/HLA compound genotypes and reduced frequency of inhibitory genotypes, were found in the PTEN M-Neg CD kindred. Differences of IFN-gamma secretion were observed among PTEN M-Neg CD patients with distinct KIR/HLA compound genotypes. Taken together, these findings show enhanced lymphocyte secretion of IFN-gamma that may influence the PI3K/mTOR CD causal molecular pathway in a PTEN mutation-negative CD kindred.

Impact of oncogenic driver mutations on feedback between the PI3K and MEK pathways in cancer cells

Inhibition of the PI3K (phosphoinositide 3-kinase)/Akt/mTORC1 (mammalian target of rapamycin complex 1) and Ras/MEK [MAPK (mitogen-activated protein kinase)/ERK (extracellular-signal-regulated kinase) kinase]/ERK pathways for cancer therapy has been pursued for over a decade with limited success. Emerging data have indicated that only discrete subsets of cancer patients have favourable responses to these inhibitors. This is due to genetic mutations that confer drug insensitivity and compensatory mechanisms. Therefore understanding of the feedback mechanisms that occur with respect to specific genetic mutations may aid identification of novel biomarkers that predict patient response. In the present paper, we show that feedback between the PI3K/Akt/mTORC1 and Ras/MEK/ERK pathways is cell-line-specific and highly dependent on the activating mutation of K-Ras or overexpression c-Met. We found that cell lines exhibited differential signalling and apoptotic responses to PD184352, a specific MEK inhibitor, and PI103, a second-generation class I PI3K inhibitor. We reveal that feedback from the PI3K/Akt/mTORC1 to the Ras/MEK/ERK pathway is present in cancer cells harbouring either K-Ras activating mutations or amplification of c-Met but not the wild-type counterparts. Moreover, we demonstrate that inhibition of protein phosphatase activity by OA (okadaic acid) restored PI103-mediated feedback in wild-type cells. Together, our results demonstrate a novel mechanism for feedback between the PI3K/Akt/mTORC1 and the Ras/MEK/ERK pathways that only occurs in K-Ras mutant and c-Met amplified cells but not the isogenic wild-type cells through a mechanism that may involve inhibition of a specific endogenous phosphatase(s) activity. We conclude that monitoring K-Ras and c-Met status are important biomarkers for determining the efficacy of PI103 and other PI3K/Akt inhibitors in cancer therapy.

Unspliced X-box-binding Protein 1 (XBP1) Protects Endothelial Cells from Oxidative Stress through Interaction with Histone Deacetylase 3

It is well-known that atherosclerosis occurs geographically at branch points where disturbed flow predisposes to the development of plaque via triggering of oxidative stress and inflammatory reactions. In this study, we found that disturbed flow activated anti-oxidative reactions via up-regulating heme oxygenase 1 (HO-1) in an X-box binding protein 1 (XBP1) and histone deacetylase 3 (HDAC3)-dependent manner. Disturbed flow concomitantly up-regulated the unspliced XBP1 (XBP1u) and HDAC3 in a vascular endothelial growth factor receptor (VEGFR) and PI3K/Akt dependent manner. The presence of XBP1 was essential for the up-regulation of HDAC3 protein. Over-expression of XBP1u and/or HDAC3 activated Akt1 phosphorylation, Nrf2 protein stabilization and nuclear translocation, and HO-1 expression. Knockdown of XBP1u decreased the basal level and disturbed flow-induced Akt1 phosphorylation, Nrf2 stabilization and HO-1 expression. Knockdown of HDAC3 ablated XBP1u-mediated effects. The mammalian target of rapamycin complex 2 (mTORC2) inhibitor, AZD2014, ablated XBP1u or HDAC3 or disturbed flow-mediated Akt1 phosphorylation, Nrf2 nuclear translocation and HO-1 expression. Neither actinomycin D nor cycloheximide affected disturbed flow-induced up-regulation of Nrf2 Protein. Knockdown of Nrf2 abolished XBP1u or HDAC3 or disturbed flow-induced HO-1 up-regulation. Co-immunoprecipitation assays demonstrated that XBP1u physically bound to HDAC3 and Akt1. The region of amino acids 201 to 323 of the HDAC3 protein was responsible for the binding to XBP1u. Double immunofluorescence staining revealed that the interactions between Akt1 and mTORC2, Akt1 and HDAC3, Akt1 and XBP1u, HDAC3 and XBP1u occurred in the cytosol. Thus, we demonstrate that XBP1u and HDAC3 exert a protective effect on disturbed flow-induced oxidative stress via up-regulation of mTORC2-dependent Akt1 phosphorylation and Nrf2-mediated HO-1 expression.

Autophagy in hypothalamic cells: role of Neuropeptide Y

Dissertação de mest.Ciências Biomédicas. Departamento de Ciências Biomédicas e Medicina, Univ. do Algarve, 2011

Caspase-mediated cleavage of raptor participates in the inactivation of mTORC1 during cell death.

The mammalian target of rapamycin complex 1 (mTORC1) is a highly conserved protein complex regulating key pathways in cell growth. Hyperactivation of mTORC1 is implicated in numerous cancers, thus making it a potential broad-spectrum chemotherapeutic target. Here, we characterized how mTORC1 responds to cell death induced by various anticancer drugs such rapamycin, etoposide, cisplatin, curcumin, staurosporine and Fas ligand. All treatments induced cleavage in the mTORC1 component, raptor, resulting in decreased raptor-mTOR interaction and subsequent inhibition of the mTORC1-mediated phosphorylation of downstream substrates (S6K and 4E-BP1). The cleavage was primarily mediated by caspase-6 and occurred at two sites. Mutagenesis at one of these sites, conferred resistance to cell death, indicating that raptor cleavage is important in chemotherapeutic apoptosis.

La Rapamycine inhibe l’expression de l’ARNm de l’ADAMTS-4 induit par les cytokines dans les chondrocytes articulaires

Introduction: Durant la pathogenèse d’ostéoarthrose (OA), les cytokines pro-inflammatoires IL-1β (Interleukin-1 beta) et TNF-α (Tumor necrosis factor alpha) stimulent la dégradation des agrécanes par l’aggrécanase-1 ou ADAMTS-4 (a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motif). Ces cytokines peuvent stimuler plusieurs voies de signalisation conduisant ainsi à l’augmentation de l’expression des ADAMTS dans les chondrocytes humains. Les TIMPs (tissue inhibitor of metalloproteinases) présentent des inhibiteurs endogènes de l’ADAMTS. Nous avons démontré que la Rapamycine (un immunosuppresseur et un inhibiteur du mamalian target of Rapamycin (mTOR)) peut avoir des effets bénéfiques dans cette pathologie. Notre étude examine l’effet de la Rapamycine sur l’expression de l’ADAMTS-4 induit par les cytokines, son implication dans certaines voies de signalisation, et son effet sur l’expression du TIMP-3. Méthodes: Des chondrocytes normaux sont traités avec la Rapamycine seule ou stimulés aussi avec l’IL-1β et le TNF-α. Les effets de la Rapamycine sur l’expression de l’ADAMTS-4 et du TIMP-3 ont été étudiés par l’analyse RT-PCR et l’activité enzymatique a été étudiée par la technique d’ELISA. Les effets de la Rapamycine sur certaines voies de signalisation ont été étudiés par le Western blot. Résultats: Nous avons trouvé que la Rapamycine inhibe l’expression de l’ARNm de l’ADAMTS-4 induit par les cytokines pro-inflammatoires dans les chondrocytes humains. L’activité enzymatique de l’ADAMTS-4 induit par l’IL-1β a été légèrement diminuée par la Rapamycine. En plus, cette dernière a montré de différents effets sur plusieurs voies de signalisation stimulées par l’IL-1β et le TNF-α telles que les voies des MAPKs (Mitogen activated protein kinase), de l’AKT, et de la p70 S6 kinase. La Rapamycine a inhibé partiellement l’activation de la phosphorylation de l’ERK1/2 MAPK (extracellular signal-regulated protein kinase MAPK) en présence du TNF-α seulement. En outre, la Rapamycine a inhibé la phosphorylation des protéines p38 MAPK, JNK (c-Jun N-terminal kinase), et AKT activée par l’IL-1β seulement. En plus, la phosphorylation de la protéine p70 S6K stimulée par l’IL-1β et le TNF-α a été inhibée par la Rapamycine. D’autre part, nous avons démontré que le niveau du TIMP-3 a été augmenté en présence de la Rapamycine. Conclusion: Ces résultats suggèrent que la Rapamycine peut bloquer l’action de l’ADAMTS-4 via l’inhibition de l’activation des MAPKs, de l’AKT, et de la p70 S6K. La Rapamycine pourrait ainsi être considérée pour la prévention de la perte du cartilage chez les patients ostéoarthritiques.

Genèse de l’immunopeptidome du CMH de classe I

La différentiation entre le « soi » et le « non-soi » est un processus biologique essentiel à la vie. Les peptides endogènes présentés par les complexes majeurs d’histocompatibilité de classe I (CMH I) représentent le fondement du « soi » pour les lymphocytes T CD8+. On donne le nom d’immunopeptidome à l’ensemble des peptides présentés à la surface cellulaire par les molécules du CMH I. Nos connaissances concernant l’origine, la composition et la plasticité de l’immunopeptidome restent très limitées. Dans le cadre de cette thèse, nous avons développé une nouvelle approche par spectrométrie de masse permettant de définir avec précision : la nature et l’abondance relative de l’ensemble des peptides composant l’immunopeptidome. Nous avons trouvé que l’immunopeptidome, et par conséquent la nature du « soi » immun, est surreprésenté en peptides provenant de transcrits fortement abondants en plus de dissimuler une signature tissu-spécifique. Nous avons par la suite démontré que l’immunopeptidome est plastique et modulé par l’activité métabolique de la cellule. Nous avons en effet constaté que les modifications du métabolisme cellulaire par l’inhibition de mTOR (de l’anglais mammalian Target Of Rapamycin) provoquent des changements dynamiques dans la composition de l’immunopeptidome. Nous fournissons également la première preuve dans l’étude des systèmes que l’immunopeptidome communique à la surface cellulaire l’activité de certains réseaux biochimiques ainsi que de multiples événements métaboliques régulés à plusieurs niveaux à l’intérieur de la cellule. Nos découvertes ouvrent de nouveaux horizons dans les domaines de la biologie des systèmes et de l’immunologie. En effet, notre travail de recherche suggère que la composition de l’immunopeptidome est modulée dans l’espace et le temps. Il est par conséquent très important de poursuivre le développement de méthodes quantitatives au niveau des systèmes qui nous permettront de modéliser la plasticité de l’immunopeptidome. La simulation et la prédiction des variations dans l’immunopeptidome en réponse à différents facteurs cellulaires intrinsèques et extrinsèques seraient hautement pertinentes pour la conception de traitements immunothérapeutiques.

Caractérisation des processus moléculaires impliqués dans l’activation de la protéine IKKbeta par l'angiotensine II et son rôle dans la réponse phénotypique des CMLV.

Le système rénine-angiotensine-aldostérone (SRAA) régule l’homéostasie de la contraction des artères. Or, suivant la liaison de l’angiotensine II (Ang II) à son récepteur AT1, le SRAA est également impliqué dans l’activation de voies de signalisation à l’origine de l’inflammation et de l’hypertrophie des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV), soit deux processus participant au remodelage vasculaire caractéristique de diverses maladies cardiovasculaires, telles l’hypertension et l’athérosclérose. Ces pathologies sont les premières causes de mortalité naturelle en Amérique et les traitements les ciblant ne sont pas optimaux puisqu’ils visent seulement quelques facteurs de risque qui leur sont associés. Ainsi, la détermination des effecteurs intracellulaires régulant ces voies délétères est nécessaire à l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques. L’inflammation Ang II-dépendante dans les CMLV est attribuée au facteur de transcription nuclear factor-kappa B (NF-κB). Cependant, les processus moléculaires couplant le récepteur AT1 à son activation sont peu caractérisés. L’étude abordant cette question démontre in vitro que NF-κB est activé par la protéine IκB kinase β (IKKβ) dans les CMLV exposées à l’Ang II et que cette kinase est régulée par deux voies de signalisation indépendantes, mais complémentaires afin d’assurer son activation rigoureuse et soutenue. L’une des voies est précoce et dépend des seconds messagers ainsi que de deux nouveaux effecteurs sous-jacents au récepteur AT1, soit la E3 ligase TNF receptor-associated factor 6 (TRAF6) et la IKK kinase transforming growth factor-beta-activated kinase 1 (TAK1) tandis que la seconde est tardive et résulte de la signalisation mitogen-activated protein kinase kinase 1/2 (MEK1/2) - extracellular signal-regulated kinase 1/2 (ERK1/2) - ribosomal S6 kinase (RSK). L’inhibition conjointe de ces voies abroge complètement la réponse inflammatoire, ce qui indique qu’elles en sont la seule source. Ainsi, l’inhibition d’IKKβ pourrait suffire à contrer l’inflammation impliquée dans le remodelage vasculaire associé à une suractivation du SRAA. Une découverte des plus novatrices découle de cette étude, qui veut que la E3 ligase TRAF6 est un nouvel effecteur des récepteurs couplés aux protéines G et est à l’origine de la formation d’un nouveau type de second messager, soit des chaînes libres de poly-ubiquitines. Les mécanismes moléculaires à la base de l’hypertrophie Ang II-dépendante dans les CMLV sont également peu définis. Or, suivant la parution d’un article démontrant qu’IKKβ dans les cellules cancéreuses participe aux mécanismes d’initiation de la traduction en réponse au facteur de nécrose tumorale α (TNFα) via la phosphorylation de la protéine Tuberous sclerosis 1 (TSC1) et donc l’activation du complexe mammalian target of rapamycin (mTORC1), une hypothèse a été émise selon laquelle cette kinase serait impliquée dans la synthèse protéique Ang II-dépendante dans les CMLV. Les expériences effectuées in vitro dans des CMLV exposées à l’Ang II démontrent qu’IKKβ induit la phosphorylation de TSC1 ainsi que l’activation de mTORC1 et de ses substrats S6 kinase 1 (S6K1) et translational regulators eukaryotic translation initiation factor 4E-binding protein (4E-BP1), deux protéines impliquées directement dans l’hypertrophie. Par ailleurs, la synthèse protéique au niveau des CMLV exposées à l’Ang II est réduite de 75% suivant la diminution de l’expression d’IKKβ et suivant la surexpression d’un mutant de TSC1 dont le site consensus d’IKKβ a été modifié, faisant de cette kinase un médiateur majeur au niveau de ce processus. Ainsi, in vitro IKKβ en réponse à l’Ang II est en amont de deux processus impliqués dans un remodelage vasculaire à l’origine de maladies cardiovasculaires. De plus, plusieurs facteurs de risque de ces pathologies convergent à l’activation d’IKKβ, ce qui en fait une cible thérapeutique particulièrement attrayante. Qui plus est, l’administration d’un inhibiteur d’IKKβ à des rats diminue non seulement la synthèse protéique dépendante de l’Ang II au niveau de l’aorte et des artères mésentériques, mais également la synthèse de la protéine pro-inflammatoire VCAM-1 par les cellules composant l’aorte, ce qui confirme son envergure en tant que cible.

Rôle de la plasticité synaptique des interneurones somatostatinergiques dans l’apprentissage et la mémoire dépendants de l’hippocampe

La plasticité synaptique activité-dépendante forme la base physiologique de l’apprentissage et de la mémoire dépendants de l’hippocampe. Le rôle joué par les différents sous-types d’interneurones dans l’apprentissage et la mémoire hippocampiques reste inconnu, mais repose probablement sur des mécanismes de la plasticité spécifique aux synapses de certains sous-types d’interneurones. Les synapses excitatrices établies sur les interneurones de l’oriens-alveus dans l’aire CA1 exhibent une forme persistante de potentialisation à long terme induite par la stimulation chimique des récepteurs métabotropiques du glutamate de type 1 (mGluR1) [mGluR1-mediated chemical late long-term potentiation (cL-LTPmGluR1)]. Le présent projet de recherche avait pour objectifs d’identifier les sous-types d’interneurones de l’oriens-alveus exprimant la cL-LTPmGluR1 et d’examiner les mécanismes d’induction et d’expression de celle-ci. Nous avons déterminé que la stimulation répétée des mGluR1 induit de la cL-LTPmGluR1 aux synapses excitatrices établies sur le sous-type d’interneurones exprimant le peptide somatostatine (SOM-INs). Des enregistrements électrophysiologiques couplés à des inhibiteurs pharmacologiques et à un knock-out fonctionnel de mammalian target of rapamycin complexe 1 (mTORC1) ont montré que l’induction de la cL-LTPmGluR1 (qui consiste en trois applications de l’agoniste des mGluR1/5, le (S)-3,5-dihydroxyphénylglycine (DHPG) en présence de l’antagoniste des récepteurs métabotropiques du glutamate de type 5 (mGluR5), le 2-méthyl-6-(phényléthynyl)-pyridine (MPEP)) des SOM-INs requiert les voies de signalisation des mGluR1, de extracellular signal-regulated protein kinase (ERK) et de mTORC1. L’ensemble de nos résultats montre qu’une forme persistante de plasticité synaptique sous-tendue par mTORC1 est induite par la stimulation répétée des mGluR1 dans les interneurones hippocampiques exprimant le peptide somatostatine. La connaissance des mécanismes sous-tendant la cL-LTPmGluR1, couplée à l’utilisation de modèles animal in vivo, rendront maintenant possible le blocage de la cL-LTPmGluR1 dans les SOM-INs et l’examen de son rôle dans l’apprentissage et la mémoire dépendants de l’hippocampe.