No indications of persistent oxidative stress in response to an ironman triathlon

Introduction: Training for and competing in ultraendurance exercise events is associated with an improvement in endogenous antioxidant defenses as well as increased oxidative stress. However, consequences on health are currently unclear. Purpose: We aimed to examine the impact of training- and acute exercise-induced changes in the antioxidant capacity on the oxidant/antioxidant balance after an ironman triathlon and whether there are indications for sustained oxidative damage. Methods: Blood samples were taken from 42 well-trained male triathletes 2 d before an ironman triathlon, then immediately postrace, 1, 5, and 19 d later. Blood was analyzed for conjugated dienes (CD), malondialdehyde (MDA), oxidized low-density lipoprotein (oxLDL), oxLDL:LDL ratio, advanced oxidation protein products (AOPP), AOPP:total protein (TP) ratio, Trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC), uric acid (UA) in plasma, and activities of superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px), and catalase (CAT) in erythrocytes. Results: Immediately postrace, there were significant increases in CD, AOPP, TEAC, UA (for all P < 0.001), and AOPP:TP (P < 0.01). MDA rose significantly (P < 0.01) 1 d postrace, whereas CD (P < 0.01), AOPP (P = 0.01), AOPP:TP (P < 0.05), and TEAC (P < 0.001) remained elevated. OxLDL:LDL trended to increase, whereas oxLDL significantly (P < 0.01) decreased 1 d postrace. Except for GSH-Px (P = 0.08), activities of SOD (P < 0.001) and CAT (P < 0.05) significantly decreased postrace. All oxidative stress markers had returned to prerace values 5 d postrace. Furthermore, several relationships between training status and oxidative stress markers, TEAC, and antioxidant enzyme activities were noted. Conclusions: This study indicates that despite a temporary increase in most (but not all) oxidative stress markers, there is no persistent oxidative stress in response to an ironman triathlon, probably due to training- and exercise-induced protective alterations in the antioxidant defense system.

Elevated levels of PFOS and PFHxS in firefighters exposed to aqueous film forming foam (AFFF)

Exposure to aqueous film forming foam (AFFF) was evaluated in 149 firefighters working at AFFF training facilities in Australia by analysis of PFOS and related compounds in serum. A questionnaire was designed to capture information about basic demographic factors, lifestyle factors and potential occupational exposure (such as work history and self-reported skin contact with foam). The results showed that a number of factors were associated with PFAA serum concentrations. Blood donation was found to be linked to low PFAA levels, and the concentrations of PFOS and PFHxS were found to be positively associated with years of jobs with AFFF contact. The highest levels of PFOS and PFHxS were one order of magnitude higher compared to the general population in Australia and Canada. Study participants who had worked ten years or less had levels of PFOS that were similar to or only slightly above those of the general population. This coincides with the phase out of 3M AFFF from all training facilities in 2003, and suggests that the exposures to PFOS and PFHxS in AFFF have declined in recent years. Self-reporting of skin contact and frequency of contact were used as an index of exposure. Using this index, there was no relationship between PFOS levels and skin exposure. This index of exposure is limited as it relies on self-report and it only considers skin exposure to AFFF, and does not capture other routes of potential exposure. Possible associations between serum PFAA concentrations and five biochemical outcomes were assessed. The outcomes were serum cholesterol, triglycerides, high-density lipoproteins, low density lipoproteins, and uric acid. No statistical associations between any of these endpoints and serum PFAA concentrations were observed.

Asymmetrical flow field-flow fractionation in the study of water-soluble macromolecules

Asymmetrical flow field-flow fractionation (AsFlFFF) was constructed, and its applicability to industrial, biochemical, and pharmaceutical applications was studied. The effect of several parameters, such as pH, ionic strength, temperature and the reactants mixing ratios on the particle sizes, molar masses, and the formation of aggregates of macromolecules was determined by AsFlFFF. In the case of industrial application AsFlFFF proved to be a valuable tool in the characterization of the hydrodynamic particle sizes, molar masses and phase transition behavior of various poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) polymers as a function of viscosity and phase transition temperatures. The effect of sodium chloride salt and the molar ratio of cationic and anionic polyelectrolytes on the hydrodynamic particle sizes of poly (methacryloxyethyl trimethylammonium chloride) and poly (ethylene oxide)-block-poly (sodium methacrylate) and their complexes were studied. The particle sizes of PNIPAM polymers, and polyelectrolyte complexes measured by AsFlFFF were in agreement with those obtained by dynamic light scattering. The molar masses of PNIPAM polymers obtained by AsFlFFF and size exclusion chromatography agreed also well. In addition, AsFlFFF proved to be a practical technique in thermo responsive behavior studies of polymers at temperatures up to about 50 oC. The suitability of AsFlFFF for biological, biomedical, and pharmaceutical applications was proved, upon studying the lipid-protein/peptide interactions, and the stability of liposomes at different temperatures. AsFlFFF was applied to the studies on the hydrophobic and electrostatic interactions between cytochrome c (a basic peripheral protein) and anionic lipid, and oleic acid, and sodium dodecyl sulphate surfactant. A miniaturized AsFlFFF constructed in this study was exploited in the elucidation of the effect of copper (II), pH, ionic strength, and vortexing on the particle sizes of low-density lipoproteins.

Macromolecular Transport Through Porous Arterial Walls

Arteries are heterogeneous, composite structures that undergo large cyclic deformations during blood transport. Presence, build-up and consequent rupture of blockages in blood vessels, called atherosclerotic plaques, lead to disruption in the blood flow that can eventually be fatal. Abnormal lipid profile and hypertension are the main risk factors for plaque progression. Treatments span from pharmacological methods, to minimally invasive balloon angioplasty and stent procedures, and finally to surgical alternatives. There is a need to understand arterial disease progression and devise methods to detect, control, treat and manage arterial disease through early intervention. Local delivery through drug eluting stents also provide an attractive option for maintaining vessel integrity and restoring blood flow while releasing controlled amount of drug to reduce and alleviate symptoms. Development of drug eluting stents is hence interesting albeit challenging because it requires an integration of knowledge of mechanical properties with material transport of drug through the arterial wall to produce a desired biochemical effect. Although experimental models are useful in studying such complex multivariate phenomena, numerical models of mass transport in the vessel have proved immensely useful to understand and delineate complex interactions between chemical species, physical parameters and biological variables. The goals of this review are to summarize literature based on studies of mass transport involving low density lipoproteins in the arterial wall. We also discuss numerical models of drug elution from stents in layered and porous arterial walls that provide a unique platform that can be exploited for the design of novel drug eluting stents.

Abundant genetic overlap between blood lipids and immune-mediated diseases indicates shared molecular genetic mechanisms

Epidemiological studies suggest a relationship between blood lipids and immune-mediated diseases, but the nature of these associations is not well understood. We used genome-wide association studies (GWAS) to investigate shared single nucleotide polymorphisms (SNPs) between blood lipids and immune-mediated diseases. We analyzed data from GWAS (n~200,000 individuals), applying new False Discovery Rate (FDR) methods, to investigate genetic overlap between blood lipid levels [triglycerides (TG), low density lipoproteins (LDL), high density lipoproteins (HDL)] and a selection of archetypal immune-mediated diseases (Crohn's disease, ulcerative colitis, rheumatoid arthritis, type 1 diabetes, celiac disease, psoriasis and sarcoidosis). We found significant polygenic pleiotropy between the blood lipids and all the investigated immune-mediated diseases. We discovered several shared risk loci between the immune-mediated diseases and TG (n = 88), LDL (n = 87) and HDL (n = 52). Three-way analyses differentiated the pattern of pleiotropy among the immune-mediated diseases. The new pleiotropic loci increased the number of functional gene network nodes representing blood lipid loci by 40%. Pathway analyses implicated several novel shared mechanisms for immune pathogenesis and lipid biology, including glycosphingolipid synthesis (e.g. FUT2) and intestinal host-microbe interactions (e.g. ATG16L1). We demonstrate a shared genetic basis for blood lipids and immune-mediated diseases independent of environmental factors. Our findings provide novel mechanistic insights into dyslipidemia and immune-mediated diseases and may have implications for therapeutic trials involving lipid-lowering and anti-inflammatory agents.

Dyslipidemia and Diabetic Macular Edema: A Systematic Review and Meta-Analysis

Topic: A systematic review and meta-analysis of dyslipidemia and diabetic macular edema (DME). 

Clinical Relevance: Diabetic macular edema causes impairment of vision in patients with diabetes, and dyslipidemia has been reported as a risk factor for its development. A systematic review with a meta-analysis was undertaken to examine the evidence of an association between dyslipidemia and DME. 

Methods: We defined eligibility criteria as randomized controlled trials (RCTs) and cohort, case-control, and cross-sectional studies reporting on the relationship between blood lipid levels and DME. We performed a literature search in MEDLINE, PubMed, and Embase from inception to September 2014. We used the NewcastleeOttawa scale to assess the quality of case-control, cross-sectional, and cohort studies, and the Cochrane risk of bias tool for RCTs. 

Results: The search strategy identified 4959 publications. After screening, we selected 21 articles for review (5 cross-sectional, 5 cohort, 7 case-control, and 4 RCTs). Meta-analysis of case-control studies revealed that mean levels of total serum cholesterol (TC), low-density lipoproteins (LDLs), and serum triglycerides (TGs) were significantly higher in patients with DME compared with those without DME (TC: 30.08; 95% confidence interval [CI], 21.14e39.02; P < 0.001; LDL: 18.62; 95% CI, 5.80e31.43; P < 0.05; TG: 24.82; 95% CI, 9.21e40.42; P < 0.05). Meta-analysis of RCTs did not show significant risk in worsening of hard exudates and severity of DME in the lipid-lowering group compared with placebo (hard exudates: relative risk, 1.00; 95% CI, 0.47e2.11; P ¼ 1.00; DME: relative risk, 1.18; 95% CI, 0.75e1.86; P ¼ 0.48). 

Conclusions: Despite evidence from the cohort studies and meta-analysis of the case-control studies suggesting a strong relationship between lipid levels and DME, this was not confirmed by the meta-analysis that included only prospective RCTs. Therefore, given the significant public health relevance of the topic, the relationship between lipid levels and DME deserves further investigation.

Les gènes et protéines BSP chez la souris et l’humain : clonage, caractérisation, expression sous forme recombinante et étude des fonctions biologiques

L’infertilité affecte environ 15% des couples en âge de se reproduire. Dans près de la moitié des cas, des facteurs masculins sont à la base de l’infertilité, quoique les causes exactes demeurent souvent inconnues. Les spermatozoïdes de mammifères subissent une série d’étapes de maturation avant d’acquérir la capacité de féconder un ovocyte. Les premiers changements ont lieu à l’intérieur de l’épididyme, où les spermatozoïdes gagnent la capacité de se mouvoir ainsi que de reconnaître et d’interagir avec l’ovocyte. Suite à l’éjaculation, ils doivent subir une seconde série de modifications à l’intérieur du tractus génital femelle, nommée capacitation. Nous avons préalablement démontré que chez le bovin, la famille de protéines BSP (Binder of SPerm) est essentielle à la capacitation. Des homologues des BSP ont aussi été isolés du fluide séminal de porc, de bouc, de bélier, de bison et d’étalon. Malgré la détection d’antigènes apparentés aux BSP dans le fluide séminal de souris et d’humain, les homologues des BSP n’ont jamais été caractérisés chez ces espèces. Nous avons émis l’hypothèse que des homologues des BSP seraient exprimés chez la souris et l’humain et joueraient un rôle dans la maturation des spermatozoïdes. Nous avons démontré que des séquences homologues aux BSP sont présentes dans les génomes murin et humain. Le génome murin contient trois séquences; Bsph1, Bsph2a et Bsph2b, tandis qu’une seule séquence (BSPH1) a été identifée chez l’humain. Les séquences d’ADNc de Bsph1, Bsph2a et BSPH1 ont été clonées, tandis que Bsph2b serait probablement un pseudogène. Les trois gènes sont exprimés uniquement dans l’épididyme et font partie d’une sous-famille distincte à l’intérieur de la famille des BSP. Chez les ongulés, les BSP sont exprimées par les vésicules séminales, sont ajoutées aux spermatozoïdes lors de l’éjaculation et représentent une proportion significative des protéines du plasma séminal. Au contraire, les BSP épididymaires ne sont retrouvées qu’en faibles quantités dans le fluide séminal. L’étude de leur rôle dans les fonctions spermatiques était donc plus difficile que chez les ongulés, où l’isolement des protéines natives du plasma séminal à l’aide de techniques de chromatographie était possible. Afin d’étudier sa fonction, nous avons exprimé BSPH1 recombinante dans E. coli. Les ponts disulfure des domaines de type-II caractéristiques de ces protéines ont fait en sorte que l’expression de BSPH1 fusionnée à une étiquette hexahistidine ou glutathion-S-transférase a donné lieu à des protéines insolubles dans les corps d’inclusion. La production de BSPH1 soluble a été possible grâce à l’ajout d’une étiquette thiorédoxine et l’expression dans une souche au cytoplasme oxidatif. BSPH1 a été purifiée par affinité et sa liaison aux partenaires connus des BSP, la phosphatidylcholine, les lipoprotéines de faible densité et la membrane des spermatozoïdes, suggérait que la protéine recombinante possédait sa conformation native et pouvait être utilisée pour des essais fonctionnels. La forme native de BSPH1 a été détectée dans le plasma séminal humain suite au fractionnement par gel filtration. La liaison de BSPH1 native à une colonne d’affinité à l’héparine a indiqué qu’elle partage aussi cette propriété de liaison avec la famille des BSP, et pourrait lier les GAGs semblables à l’héparine du tractus génital féminin. Une colonne d’immunoaffinité anti-BSPH1 a été préparée à l’aide d’anticorps générés contre des protéines recombinantes, et a permis d’isoler BSPH1 native à partir d’extraits de spermatozoïdes humains. Nos résultats montrent que BSPH1 native serait localisée dans les microdomaines « rafts » de la membrane. Sa masse moléculaire apparente était de 32 kDa, ce qui est supérieur à la masse prédite selon sa séquence en acides aminés, indiquant la présence probable de modifications post-traductionnelles, ou d’une migration anormale. L’effet de BSPH1 recombinante et des anticorps anti-BSPH1 sur la motilité, la viabilité et la capacitation a aussi été étudié. Les deux dernières variables ont été mesurées par un essai de cytométrie en flux, optimisé dans cette étude. Aucun effet des protéines recombinantes ou des anticorps sur la motilité et la viabilité des spermatozoïdes n’a été noté. Quoiqu’une stimulation modeste, quoique significative, de la capacitation ait été observée à la plus faible concentration de BSPH1, les concentrations plus élevées n’ont pas montré d’effet. De la même manière, les anticorps anti-BSPH1 n’ont pas eu d’effet significatif sur la capacitation. Ces résultats suggèrent que BSPH1 produite dans E. coli n’affecte pas la capacitation de façon marquée. Cependant, puisque BSPH1 native possède probablement des modifications post-traductionnelles, une protéine recombinante produite dans des cellules de mammifères pourrait affecter les fonctions spermatiques. De manière alternative, les BSP épididymaires remplissent peut-être un rôle différent dans les fonctions spermatiques que celles sécrétées par les vésicules séminales des ongulés. Les résultats décrits dans cette thèse pourraient contribuer à améliorer le diagnostic de l’infertilité masculine, ainsi que les techniques de reproduction assistée et éventuellement, pourraient mener au développement de contraceptifs masculins.

Régulation de l'activité transcriptionnelle de PPARgamma via l'activation des récepteurs CD36 et GHS-R1a : potentiel anti-athérosclérotique

Les sécrétines peptidiques de l’hormone de croissance (GHRPs) constituent une classe de peptides synthétiques capables de stimuler la sécrétion de l’hormone de croissance (GH). Cette activité est médiée par leur liaison à un récepteur couplé aux protéines G : le récepteur des sécrétines de l’hormone de croissance (GHS-R1a), identifié subséquemment comme le récepteur de la ghréline. La ghréline est un peptide de 28 acides aminés sécrété principalement par les cellules de la muqueuse de l’estomac, qui exerce de nombreux effets périphériques indépendamment de la sécrétion de l’hormone de croissance. Les effets indépendants de la sécrétion de GH incluent, entre autres, des actions sur le contrôle de la prise de nourriture, le métabolisme énergétique, la fonction cardiaque, le système immunitaire et la prolifération cellulaire. L’étude de la distribution périphérique des sites de liaison des GHRPs nous a permis d’identifier un second site, le CD36, un récepteur scavenger exprimé dans plusieurs tissus dont le myocarde, l’endothélium de la microvasculature et les monocytes/macrophages. Le CD36 exprimé à la surface du macrophage joue un rôle clé dans l’initiation du développement de l’athérosclérose par la liaison et l’internalisation des lipoprotéines de faible densité oxydées (LDLox) dans l’espace sous-endothélial de l’artère. L’hexaréline, un analogue GHRP, a été développé comme agent thérapeutique pour stimuler la sécrétion de l’hormone de croissance par l’hypophyse. Sa propriété de liaison aux récepteurs GHS-R1a et CD36 situés en périphérie et particulièrement sa capacité d’interférer avec la liaison des LDLox par le CD36 nous ont incité à évaluer la capacité de l’hexaréline à moduler le métabolisme lipidique du macrophage. L’objectif principal de ce projet a été de déterminer les effets de l’activation des récepteurs CD36 et GHS-R1a, par l’hexaréline et la ghréline, le ligand endogène du GHS-R1a, sur la physiologie du macrophage et de déterminer son potentiel anti-athérosclérotique. Les résultats montrent premièrement que l’hexaréline et la ghréline augmentent l’expression des transporteurs ABCA1 et ABCG1, impliqués dans le transport inverse du cholestérol, via un mécanisme contrôlé par le récepteur nucléaire PPARγ. La régulation de l’activité transcriptionnelle de PPARγ par l’activation des récepteurs CD36 et GHS-R1a se fait indépendamment de la présence du domaine de liaison du ligand (LBD) de PPARγ et est conséquente de changements dans l’état de phosphorylation de PPARγ. Une étude plus approfondie de la signalisation résultant de la liaison de la ghréline sur le GHS-R1a révèle que PPARγ est activé par un mécanisme de concertation entre les voies de signalisation Gαq/PI3-K/Akt et Fyn/Dok-1/ERK au niveau du macrophage. Le rôle de PPARγ dans la régulation du métabolisme lipidique par l’hexaréline a été démontré par l’utilisation de macrophages de souris hétérozygotes pour le gène de Ppar gamma, qui présentent une forte diminution de l’activation des gènes de la cascade métabolique PPARγ-LXRα-transporteurs ABC en réponse à l’hexaréline. L’injection quotidienne d’hexaréline à un modèle de souris prédisposées au développement de l’athérosclérose, les souris déficientes en apoE sous une diète riche en cholestérol et en lipides, se traduit également en une diminution significative de la présence de lésions athérosclérotiques correspondant à une augmentation de l’expression des gènes cibles de PPARγ et LXRα dans les macrophages péritonéaux provenant des animaux traités à l’hexaréline. L’ensemble des résultats obtenus dans cette thèse identifie certains nouveaux mécanismes impliqués dans la régulation de PPARγ et du métabolisme du cholestérol dans le macrophage via les récepteurs CD36 et GHS-R1a. Ils pourraient servir de cibles thérapeutiques dans une perspective de traitement des maladies cardiovasculaires.

Étude du mécanisme de protection des spermatozoïdes de mammifères par le lait

Le lait écrémé est utilisé depuis plus d’un demi-siècle comme diluant protecteur des spermatozoïdes de mammifères. Depuis quelques années, il existe une demande grandissante pour des diluants exempts de produits d’origine animale. Toutefois, le mécanisme par lequel le lait protège les spermatozoïdes n’est pas connu, ce qui rend difficile de lui trouver un substitut. Les protéines majeures du plasma séminal de taureau, les protéines « Binder of SPerm » (BSP), sont néfastes lors de la conservation de la semence. Les spermatozoïdes sont en contact avec une grande concentration de protéines BSP qui stimulent une extraction continuelle de cholestérol/phospholipides de leur membrane plasmique. Les lipoprotéines de faible densité (LDL) du jaune d’oeuf, un autre composé utilisé dans les diluants, empêcheraient les protéines BSP de se lier à la membrane des spermatozoïdes de taureaux et de stimuler un efflux des lipides membranaires, ce qui les protégerait durant la conservation. Notre hypothèse était que les protéines du lait protègent les spermatozoïdes durant la conservation en séquestrant les protéines BSP. Premièrement, nous avons démontré par filtration sur gel qu’il y a une interaction entre les protéines BSP bovines et les protéines du lait. Le lait écrémé a été fractionné en trois fractions : F1 (alpha-lactalbumine, bêta-lactoglobuline et caséine kappa), F2 (toutes les protéines du lait) et F3 (sels, sucres et petits peptides). Les protéines BSP1 et BSP5 ont une affinité plus grande pour F1 que BSP3, tandis que toutes les protéines BSP ont une affinité pour F2. Le titrage calorimétrique isotherme a permis de confirmer l’interaction entre les protéines BSP et les protéines du lait. L’association entre la protéine BSP1 bovine et les micelles de caséines est caractérisée par une constante d’affinité (Ka) de 3.5 × 10^5 M-1 et un paramètre stoichiométrique (n) de 4,5 BSP1 pour une caséine. L’association entre la protéine BSP1 bovine et l’alpha-lactalbumine (une protéine du sérum principale), est caractérisée par un Ka de 2.4 × 10^5 M-1 et une valeur “n” de 0,8. Ces résultats indiquent que le lait protège les spermatozoïdes bovins en séquestrant les protéines BSP grâce à une interaction protéine : protéine, tandis que le jaune d’oeuf les protège grâce à une interaction protéine : lipoprotéine. Deuxièmement, nous avons démontré par filtration sur gel que les protéines homologues aux BSP bovines retrouvées dans le plasma séminal de porc, d’étalon et de bélier ont une affinité avec les protéines du lait, ce qui suggère que le mécanisme de protection des spermatozoïdes par le lait pourrait être le même chez ces espèces. Troisièmement, nous avons caractérisé l’interaction entre BSP1 bovine et les LDL du jaune d’oeuf qui a un Ka de 3.4 ± 0.4 × 10^6 M-1 et une valeur de « n » de 104 BSP1 pour une particule de LDL, indiquant qu’il existe des différences entre le mécanisme de protection des spermatozoïdes par le lait et le jaune d’oeuf. Nous croyons que les résultats présentés dans cette thèse aideront à créer de nouveaux diluants ne contenant pas de produits d’origine animale afin de cryoconserver les spermatozoïdes des mammifères.

Proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 in human disease

Les maladies cardiovasculaires (MCV) demeurent au tournant de ce siècle la principale cause de mortalité dans le monde. Parmi les facteurs de risque, l’hypercholestérolémie et l’obésité abdominale sont directement liées au développement précoce de l’athérosclérose. L’hypercholestérolémie familiale, communément associée à une déficience des récepteurs des lipoprotéines de basse densité (LDLR), est connue comme cause de maladie précoce d’athérosclérose et de calcification aortique chez l’humain. La subtilisine convertase proprotéine/kexine du type 9 (PCSK9), membre de la famille des proprotéines convertases, est trouvée indirectement associée aux MCV par son implication dans la dégradation du LDLR. Chez l'humain, des mutations du gène PCSK9 conduisent soit à une hypercholestérolémie familiale, soit à une hypocholestérolémie, selon que la mutation entraîne un gain ou une perte de fonction, respectivement. Il demeure incertain si les individus porteurs de mutations causant un gain de fonction de la PCSK9 développeront une calcification aortique ou si des mutations entraînant une perte de fonction provoqueront une obésité abdominale. Dans cette étude, nous avons examiné : 1) l’effet d’une surexpression de PCSK9 dans le foie de souris sur la calcification aortique ; 2) les conséquences d’une déficience en PCSK9 (Pcsk9 KO), mimant une inhibition pharmacologique, sur le tissu graisseux. Nous avons utilisé un modèle de souris transgénique (Tg) surexprimant le cDNA de PCSK9 de souris dans les hépatocytes de souris et démontrons par tomographie calculée qu’une calcification survient de façon moins étendue chez les souris PCSK9 Tg que chez les souris déficientes en LDLR. Alors que le PCSK9 Tg et la déficience en LDLR causaient tous deux une hypercholestérolémie familiale, les niveaux seuls de cholestérol circulant ne parvenaient pas à prédire le degré de calcification aortique. Dans une seconde étude, nous utilisions des souris génétiquement manipulées dépourvues de PSCK9 et démontrons que l’accumulation de graisses viscérales (adipogenèse) apparaît régulée par la PCSK9 circulante. Ainsi, en l’absence de PCSK9, l’adipogenèse viscérale augmente vraisemblablement par régulation post-traductionnelle des récepteurs à lipoprotéines de très basse densité (VLDLR) dans le tissu adipeux. Ces deux modèles mettent en évidence un équilibre dynamique de la PCSK9 dans des voies métaboliques différentes, réalisant un élément clé dans la santé cardiovasculaire. Par conséquent, les essais d’investigations et d’altérations biologiques de la PCSK9 devraient être pris en compte dans un modèle animal valide utilisant une méthode sensible et en portant une attention prudente aux effets secondaires de toute intervention.

Contribution différentielle du tissu adipeux mâle et femelle dans l’établissement du diabète de type 2 et des altérations cardiovasculaires : rôle de l’apport lipidique

Au cours des dernières années, il est devenu évident que les sociétés des pays industrialisés sont à haut risque de maladies métaboliques. Une alimentation riche en énergie (lipide/glucide), combinée à une sédentarité accrue, est un facteur environnemental contribuant à l'augmentation de la prévalence de maladies reliées spécifiquement à des troubles endocriniens comme l'obésité et le diabète. Le traitement de ces désordres métaboliques doit donc passer par la connaissance et la compréhension des mécanismes moléculaires qui contrôlent ces désordres et le développement de traitements ciblés vers les facteurs responsables. Le tissu adipeux est une glande endocrine qui sécrète des substances, regroupées sous le terme d'adipokines, qui contrôlent l'homéostasie énergétique. L'augmentation de la masse adipeuse est responsable du développement de dérégulation hormonale qui mène à des dysfonctions physiologiques et métaboliques. Pour contrecarrer le développement démesuré du tissu adipeux, la signalisation insulinique ainsi que l’apport énergétique, responsables de la différenciation adipocytaire, doivent être inhibés. In vivo, la leptine, adipokine dont la concentration est corrélée à la masse adipeuse, présente des actions pro ou anti-insuliniques dans l’organisme pour réguler ce phénomène. Elle favorise l’effet inhibiteur de l’insuline sur la synthèse hépatique de glucose alors qu’elle s’oppose à son action sur l’expression des enzymes glucokinase et phosphoénol-pyruvate carboxykinase. La leptine influence aussi le taux circulant de triglycérides en diminuant sa concentration plasmatique. D'autre part, l'adiponectine, adipokine insulino- sensibilisante, voit sa sécrétion diminuée avec la prise de poids. La sensibilité à l'insuline est ainsi diminuée au fur et à mesure que le débalancement de ces deux adipokines s'accentue. La résistance à l'insuline s'installe alors pour s'opposer au stockage énergétique et à la prise illimitée de poids et la glycémie augmente. L'augmentation du glucose sanguin stimule la sécrétion d'insuline au niveau des cellules pancréatiques. C'est le diabète caractérisé par une hyperglycémie et une résistance à l'insuline. Le diabète, une des premières causes de mortalité dans le monde, est plus répandu sous sa forme non insulinodépendante (diabète de type 2, DT2) liée à l'obésité. Récemment, différents facteurs de transcription ont été identifiés comme régulateurs de l'expression d'une panoplie de gènes impliqués dans le métabolisme glucidique et lipidique. Parmi eux, les récepteurs des inducteurs de la prolifération des peroxysomes (PPAR, Peroxisome Proliferator-Activated Receptor), appartenant à la famille des récepteurs nucléaires. Les PPAR ont été démontrés comme ayant un rôle central dans le contrôle de la transcription des gènes codants pour des protéines impliquées dans le métabolisme : les adipokines. PPARg, en plus de son implication dans le contrôle de l'homéostasie glucidique et lipidique, est reconnu comme étant un facteur de transcription pivot régulant l'adipogenèse du fait de son expression majeure dans le tissu adipeux. D'autre part, il est bien établi maintenant que l'obésité et le diabète sont des facteurs contribuant au développement du processus inflammatoire vasculaire caractéristique de l’athérosclérose. En effet, les cellules endothéliales et musculaires lisses, principales composantes de la média de l’artère, sont très sensibles aux altérations métaboliques. Une diminution de la sensibilité à l’insuline entraine une réduction de la disponibilité du glucose et l’utilisation des acides gras comme alternatif par ces cellules. Ceci induit l’accumulation des acides gras oxydés dans l’intima et leur filtration dans la média pour former un core lipidique. Bien que l’induction de la dysfonction endothéliale soit impliquée très précocement, certaines études pointent l’accumulation lipidique dans les cellules musculaires lisses vasculaires (CML) et leur dysfonction comme déclencheurs de l’athérosclérose. Ce travail visait donc, dans un premier temps, à développer un modèle d'altérations métaboliques liées à la modulation de l'activité du tissu adipeux via une alimentation riche en lipides. Dans un second temps, cette étude tentait d'évaluer l’impact des adipocytes de souris sur les CML vasculaires et sur la modulation de leurs fonctions dans ce modèle d'altérations métaboliques et DT2 liés à l'alimentation et à l'obésité. Ainsi, par le biais de deux diètes pauvres en cholestérol à profil lipidique différent, nous avons développé un modèle murin présentant divers stades d'altérations du métabolisme allant jusqu'au DT2 en lien avec l'obésité chez les mâles et chez les femelles. D’autre part, des signes de cardiomyopathie ainsi qu’une modulation du taux des adipokines sont reliés à ces mêmes diètes. Parallèlement, l’activité de PPAR!2 est modulée chez les souris sous diètes enrichies en gras. Ensuite, nous avons démontré que les adipocytes, provenant de souris alimentées avec une diète enrichie en gras, modulaient la migration et la prolifération des CML comparativement au groupe contrôle. Ces modulations dépendaient en grande partie de la nature de la diète consommée, mais également du sexe de la souris. Par ailleurs, les altérations fonctionnelles des CML, couplées à des modulations géniques, sont associées aux changements du profil de sécrétion des adipokines mesurées chez les adipocytes. L’ensemble de ces travaux suggère une action directe de la nature de la stimulation du tissu adipeux blanc dans la modulation du profil de sécrétion des adipokines et l'induction du DT2 in vivo. Ces altérations de la physiologie adipocytaire se reflètent in vitro où le tissu adipeux contribue aux altérations physiopathologiques des CML liées au DT2. Ainsi, cette étude est l'une des premières à établir un lien direct entre les modulations adipocytaires et les effets de leurs sécrétions sur la physiologie des CML. Ces observations peuvent être exploitées cliniquement dans un développement futur d’outils thérapeutiques visant à prévenir et à traiter les troubles métaboliques et le DT2, en ciblant le tissu adipeux comme entité métabolique et endocrine.

Le rôle des apoB-lipoprotéines sur la clairance des gras dans le tissu adipeux blanc sous-cutané humain

OBJECTIF: La mauvaise clairance des lipoprotéines riches en triglycérides par le tissu adipeux blanc (TAB) entraîne l’hypertriglycéridémie, la résistance à l’insuline et la sécrétion hépatique d’apolipoprotéine B (apoB). Ce mémoire tente de déterminer si le LDL entraîne une clairance réduite des lipoprotéines riches en triglycérides par le TAB. MÉTHODES/RÉSULTATS: Suivant l’ingestion d’un repas riche en gras marqué à la trioléine-13C, des femmes obèses postménopausées avec apoB plasmatique élevé (> médiane 0.93 g/L, N=22, 98% sous forme de IDL/LDL) avaient une clairance réduite de triglycérides-13C et acides gras non-estérifiés-13C (AGNE), comparées à celles avec un apoB plus bas. L'aire sous la courbe à 6 heures des triglycérides-13C et AGNE-13C plasmatiques corrélait avec l'apoB, suggérant une moindre captation dans les tissus périphériques chez les femmes avec apoB élevé. Ex vivo, suivant une incubation de 4 heures de biopsies de TAB avec de la trioléine-3H, l’apoB des patientes corrélait négativement avec les lipides-3H intracellulaires. Le traitement des biopsies de TAB des participantes avec leur propre LDL menait à une réduction de l’hydrolyse et de la captation de la trioléine-3H et à l’accumulation d’AGNE-3H dans le médium. In vitro, le LDL inhibait l’activité de la LPL. De plus, les adipocytes 3T3-L1 différenciés en présence de LDL avaient une hydrolyse et une captation réduite des lipoprotéines riches en trioléine-3H. CONCLUSION: Ce mémoire suggère que le LDL diminue la clairance des lipoprotéines riches en triglycérides par le TAB humain, ce qui pourrait expliquer la résistance à l’insuline observée chez des sujets avec apoB élevé.

Antioxidant and anti-atherogenic activities of olive oil phenolics

The aim of the current study was to investigate the antioxidant and cellular activity of the olive oil phenolics oleuropein, tyrosol, hydroxytyrosol, and homovanillic alcohol (which is also a major metabolite of hydroxytyrosol). Well-characterized chemical and biochemical assays were used to assess the antioxidant potential of the compounds. Further experiments investigated their influence in cell culture on cytotoxic effects of hydrogen peroxide and oxidized low-density lipoprotein (LDL), nitric oxide production by activated macrophages, and secretion of chemoattractant and cell adhesion molecules by the endothelium. Inhibitory influences on in vitro platelet aggregation were also measured. The antioxidant assays indicated that homovanillic alcohol was a significantly more potent antioxidant than the other phenolics, both in chemical assays and in prolonging the lag phase of LDL oxidation. Cell culture experiments suggested that the olive oil phenolics induce a significant reduction in the secretion of intercellular adhesion molecule-1 and vascular cell adhesion molecule-1 (and a trend towards a reduced secretion of monocyte chemoattractant protein-1), and protect against cytotoxic effects of hydrogen peroxide and oxidized LDL. However, no influence on nitric oxide production or platelet aggregation was evident. The data show that olive oil phenolics have biochemical and cellular actions, which, if also apparent in vivo, could exert cardioprotective effects.

Antioxidant and anti-atherogenic activities of olive oil phenolics

The aim of the current study was to investigate the antioxidant and cellular activity of the olive oil phenolics oleuropein, tyrosol, hydroxytyrosol, and homovanillic alcohol (which is also a major metabolite of hydroxytyrosol). Well-characterized chemical and biochemical assays were used to assess the antioxidant potential of the compounds. Further experiments investigated their influence in cell culture on cytotoxic effects of hydrogen peroxide and oxidized low-density lipoprotein (LDL), nitric oxide production by activated macrophages, and secretion of chemoattractant and cell adhesion molecules by the endothelium. Inhibitory influences on in vitro platelet aggregation were also measured. The antioxidant assays indicated that homovanillic alcohol was a significantly more potent antioxidant than the other phenolics, both in chemical assays and in prolonging the lag phase of LDL oxidation. Cell culture experiments suggested that the olive oil phenolics induce a significant reduction in the secretion of intercellular adhesion molecule-1 and vascular cell adhesion molecule-1 (and a trend towards a reduced secretion of monocyte chemoattractant protein-1), and protect against cytotoxic effects of hydrogen peroxide and oxidized LDL. However, no influence on nitric oxide production or platelet aggregation was evident. The data show that olive oil phenolics have biochemical and cellular actions, which, if also apparent in vivo, could exert cardioprotective effects.

ACTH reduces the rise in ApoB-48 levels after fat intake

It has been repeatedly demonstrated that ACTH administration lowers plasma lipid concentrations in man. The present study was designed to test the hypothesis, based on observations of decreased apolipoprotein B (ApoB) synthesis and secretion in vitro, that ACTH administration inhibits the postprandial output of ApoB in man. Therefore, we studied the response to a fat-rich meal supplemented with Vitamin A in eight healthy volunteers, who underwent this test without premedication, after 4 days administration of ACTH, and after 4 days administration of a glucocorticoid (betamethasone). As expected, fasting plasma levels of low-density lipoproteins (LDL)-cholesterot (-25%) and ApoB (-17%) decreased after ACTH, but not after betamethasone administration. Also, the elevation of plasma ApoB-48 in response to fat intake (to twice the basal levels) was markedly reduced after ACTH administration. However, the postprandial rise in plasma triglycerides and retinyl palmitate was unimpaired, suggesting that ACTH administration induced the secretion of fewer but larger chylomicrons. The effect of betamethasone on the postprandial response was similar but less pronounced. This study confirms earlier reports on the lipid-lowering effects of ACTH and supports our theory, based on in vitro studies, that the lipid-lowering effects of ACTH administration in man involves an inhibition of ApoB production. (c) 2006 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.