Purification and biological effects of a C-type lectin isolated from Bothrops moojeni

Snake venom proteins from the C-type lectin family have very distinct biological activities despite their highly conserved primary structure, which is homologous to the carbohydrate recognition region of true C-type lectins. We purified a lectin-like protein (BmLec) from Bothrops moojeni venom and investigated its effect on platelet aggregation, insulin secretion, antibacterial activity, and isolated kidney cells. The BmLec was purified using two chromatographic steps: affinity chromatography and reverse phase high performance liquid chromatography (HPLC). BmLec showed a dose-dependent platelet aggregation and significantly decreased the bacterial growth rate in approximately 15%. During scanning electron microscopy, the profile of Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae treated with lectin disclosed a high vesiculation and membrane rupture. BmLec induced a strong and significant increase in insulin secretion at 2.8 and 16.7 mM glucose concentrations, and this effect was seen in the presence of EGTA in both experiments. BmLec (10 mu g/mL) increased the perfusion pressure, renal vascular resistance and urinary flow. The glomerular filtration rate and percentages of sodium, potassium and chloride tubular transport were reduced at 60 minutes of perfusion. Renal alterations caused by BmLec were completely inhibited by indomethacin in all evaluated parameters. In conclusion, the C-type lectin isolated from Bothrops moojeni affected platelet aggregation, insulin secretion, antibacterial activity and isolated kidney function.

La résistance à l’insuline en insuffisance rénale chronique et le risque de développer un diabète de type 2 : un cercle vicieux

L’insuffisance rénale chronique (IRC) est caractérisée par de multiples déséquilibres homéostatiques tels que la résistance à l’insuline. Peu d’études se sont intéressées aux mécanismes sous-jacents à cette résistance à l’insuline en IRC. De plus, il est méconnu si cette résistance à l’insuline peut mener au développement d’un diabète de type II chez des patients prédisposés. Dans un modèle d’IRC, le rat Sprague-Dawley (CD) néphrectomisé 5/6e, on observe une corrélation entre la gravité de l’atteinte rénale, évaluée par la créatinine sérique, et l’hyperglycémie, évaluée par la fructosamine sérique (R2 = 0.6982, p < 0.0001). Cependant, cet état hyperglycémique n’est pas observable lors d’une glycémie à jeun. Lors d’un test de tolérance au glucose, on observe une plus grande élévation de la glycémie (AUC 1.25 fois, p < 0.0001) chez le rat atteint d’IRC. Par contre, la sécrétion d’insuline au cours de ce même test n’augmente pas significativement (AUC ≈ 1.30 fois, N.S.) en comparaison aux rats témoins. Malgré une élévation des taux d’insuline en IRC suivant un bolus de glucose, les tissus périphériques ne montrent pas d’augmentation de la captation du glucose sanguin suggérant un défaut d’expression et/ou de fonction des transporteurs de glucose chez ces rats. En effet, on observe une diminution de ces transporteurs dans divers tissus impliqués dans le métabolisme du glucose tel que le foie (≈ 0.60 fois, p < 0.01) et le muscle (GLUT1 0.73 fois, p < 0.05; GLUT4 0.69 fois, p < 0.01). En conséquence, une diminution significative du transport insulinodépendant du glucose est observable dans le muscle des rats atteint d’IRC (≈ 0.63 fois, p < 0.0001). Puisque les muscles sont responsables de la majorité de la captation insulinodépendante du glucose, la diminution de l’expression du GLUT4 pourrait être associée à la résistance à l’insuline observée en IRC. La modulation de l’expression des transporteurs de glucose pourrait être à l’origine de la résistance à l’insuline en IRC. Cela dit, d’autres mécanismes peuvent aussi être impliqués. En dépit de cette importante perturbation du transport du glucose, nous n’avons pas observé de cas de diabète de type II chez le rat CD atteint d’IRC. Dans un modèle de rat atteint d’un syndrome métabolique, le rat Zucker Leprfa/fa, l’IRC provoque une forte hyperglycémie à jeun (1.5 fois, p < 0.0001). De plus, l’IRC chez le rat Zucker provoque une réponse glycémique (AUC 1.80 fois, p < 0.0001) exagérée lors d’un test de tolérance au glucose. Une forte résistance à l’insuline est mesurée au niveau des muscles puisque la dose usuelle d’insuline (2mU/mL) n’est pas suffisante pour stimuler la captation du glucose chez le rat Zucker atteint d’IRC. De plus, une modulation similaire des transporteurs de glucose peut être observée chez ces deux espèces. Par contre, environ 30% (p < 0.001) des rats Zucker atteints d’IRC avaient une glycosurie. L’IRC en soi ne mènerait donc pas au développement d’un diabète de type II. Par contre, lorsqu’une résistance à l’insuline est présente antérieurement au développement d’une IRC, cela pourrait précipiter l’apparition d’un diabète de type II chez ces patients prédisposés.

Rôle de l’urée dans la dysfonction de la cellule bêta-pancréatique au cours de l’insuffisance rénale chronique

L’insuffisance rénale chronique (IRC) se définit par un défaut de filtration glomérulaire et est associée à plusieurs désordres. La perturbation de l’homéostasie glucidique en fait partie. L’homéostasie glucidique est contrôlée principalement par l’insuline, soit l’hormone sécrétée en réponse au glucose par les cellules bêta-pancréatiques contenues dans les îlots de Langerhans. La préservation de la fonction de la cellule bêta est essentielle au maintien de l’homéostasie glucidique. Il a été démontré que la sécrétion de l'insuline est altérée au cours l'IRC, cependant les mécanismes demeurent peu connus. Au cours de l’IRC, l’accumulation chronique de toxines urémiques pourrait contribuer à la défaillance de la cellule bêta. L’urée est une toxine urémique majeure et sa toxicité a été récemment rapportée dans plusieurs tissus. Le but de ce mémoire était donc de vérifier le rôle de l’urée dans la dysfonction de la cellule bêta-pancréatique au cours de l’IRC. Nous avons démontré que l’exposition des îlots de souris à des concentrations pathologiques d’urée entraîne une diminution de la sécrétion d’insuline via l’augmentation du stress oxydant et des O-glycosylations. Ce défaut est dû à une perturbation du métabolisme intracellulaire du glucose. Entre autres, nous avons observé une baisse de la glycolyse associée à la réduction de l’activité enzymatique de la phosphofructokinase-1. Ces résultats démontrent un effet toxique direct de l’urée sur la sécrétion d’insuline et permettent de mieux comprendre le mécanisme de dysfonction de la cellule bêta-pancréatique au cours de l’IRC.

Sustained efficacy of dapagliflozin when added to metformin in type 2 diabetes inadequately controlled by metformin monotherapy

Background and aims: The selective SGLT2 inhibitor dapagliflozin (DAPA) reduces hyperglycaemia independently of insulin secretion or action by inhibiting renal glucose reabsorption. This study (MB102014) is a randomised double-blind, placebo (PBO)-controlled trial of DAPA added to metformin (MET) in T2DM (n=546) inadequately controlled with MET alone. Previously reported short-term data at week 24 showed significant mean reductions in the primary [HbA1c] and secondary [fasting plasma glucose (FPG) and weight] endpoints with DAPA compared to PBO. Here we report efficacy and safety results at week 102 of the long-term extension. Materials and methods: Patients aged 18-77 years with HbA1c 7-10% received DAPA 2.5 mg, 5 mg, 10 mg or PBO, plus open-label MET (≥1500mg/d). Exploratory endpoints at week 102 included changes from baseline in HbA1c, FPG and weight, and were analyzed by longitudinal repeated measures analysis. Results: Overall 71.2% of patients completed 102 weeks of the study; fewer on PBO (63.5%) than on DAPA 2.5 mg, 5 mg, and 10 mg (68.3%, 73.0%, 79.8%), due mainly to more patients on PBO discontinuing for lack of efficacy. At week 102, all DAPA groups showed greater mean reductions from baseline in HbA1c, FPG and weight compared to PBO (table), effects that were similar to those observed at week 24 and maintained throughout the trial. More patients at week 102 also achieved a therapeutic response of HbA1c<7% with DAPA 2.5 mg, 5 mg, and 10 mg (20.7%, 26.4%, 31.5%) than with PBO (15.4%). Adverse events (AEs), serious AEs and AEs leading to discontinuation were balanced across all groups. Signs and symptoms suggestive of genital infection (GenInf) were reported in 11.7%, 14.6%, 12.6% (DAPA 2.5 mg, 5 mg, 10 mg) and 5.1% (PBO) of patients, with 1 discontinuation due to GenInf. Signs and symptoms suggestive of urinary tract infection (UTI) were reported in 8.0%, 8.8%, 13.3% (DAPA 2.5 mg, 5 mg, 10 mg) and 8.0% (PBO), with 1 discontinuation due to UTI. No event of pyelonephritis was reported. Conclusion: In comparison to PBO, DAPA added to MET over 102 weeks demonstrated greater and sustained improvements in glycaemic control, clinically meaningful reduction in weight, and no increased risk of hypoglycaemia in patients with T2DM inadequately controlled with MET alone.

La résistance à l’insuline en insuffisance rénale chronique et le risque de développer un diabète de type 2 : un cercle vicieux

L’insuffisance rénale chronique (IRC) est caractérisée par de multiples déséquilibres homéostatiques tels que la résistance à l’insuline. Peu d’études se sont intéressées aux mécanismes sous-jacents à cette résistance à l’insuline en IRC. De plus, il est méconnu si cette résistance à l’insuline peut mener au développement d’un diabète de type II chez des patients prédisposés. Dans un modèle d’IRC, le rat Sprague-Dawley (CD) néphrectomisé 5/6e, on observe une corrélation entre la gravité de l’atteinte rénale, évaluée par la créatinine sérique, et l’hyperglycémie, évaluée par la fructosamine sérique (R2 = 0.6982, p < 0.0001). Cependant, cet état hyperglycémique n’est pas observable lors d’une glycémie à jeun. Lors d’un test de tolérance au glucose, on observe une plus grande élévation de la glycémie (AUC 1.25 fois, p < 0.0001) chez le rat atteint d’IRC. Par contre, la sécrétion d’insuline au cours de ce même test n’augmente pas significativement (AUC ≈ 1.30 fois, N.S.) en comparaison aux rats témoins. Malgré une élévation des taux d’insuline en IRC suivant un bolus de glucose, les tissus périphériques ne montrent pas d’augmentation de la captation du glucose sanguin suggérant un défaut d’expression et/ou de fonction des transporteurs de glucose chez ces rats. En effet, on observe une diminution de ces transporteurs dans divers tissus impliqués dans le métabolisme du glucose tel que le foie (≈ 0.60 fois, p < 0.01) et le muscle (GLUT1 0.73 fois, p < 0.05; GLUT4 0.69 fois, p < 0.01). En conséquence, une diminution significative du transport insulinodépendant du glucose est observable dans le muscle des rats atteint d’IRC (≈ 0.63 fois, p < 0.0001). Puisque les muscles sont responsables de la majorité de la captation insulinodépendante du glucose, la diminution de l’expression du GLUT4 pourrait être associée à la résistance à l’insuline observée en IRC. La modulation de l’expression des transporteurs de glucose pourrait être à l’origine de la résistance à l’insuline en IRC. Cela dit, d’autres mécanismes peuvent aussi être impliqués. En dépit de cette importante perturbation du transport du glucose, nous n’avons pas observé de cas de diabète de type II chez le rat CD atteint d’IRC. Dans un modèle de rat atteint d’un syndrome métabolique, le rat Zucker Leprfa/fa, l’IRC provoque une forte hyperglycémie à jeun (1.5 fois, p < 0.0001). De plus, l’IRC chez le rat Zucker provoque une réponse glycémique (AUC 1.80 fois, p < 0.0001) exagérée lors d’un test de tolérance au glucose. Une forte résistance à l’insuline est mesurée au niveau des muscles puisque la dose usuelle d’insuline (2mU/mL) n’est pas suffisante pour stimuler la captation du glucose chez le rat Zucker atteint d’IRC. De plus, une modulation similaire des transporteurs de glucose peut être observée chez ces deux espèces. Par contre, environ 30% (p < 0.001) des rats Zucker atteints d’IRC avaient une glycosurie. L’IRC en soi ne mènerait donc pas au développement d’un diabète de type II. Par contre, lorsqu’une résistance à l’insuline est présente antérieurement au développement d’une IRC, cela pourrait précipiter l’apparition d’un diabète de type II chez ces patients prédisposés.

Rôle de l’urée dans la dysfonction de la cellule bêta-pancréatique au cours de l’insuffisance rénale chronique

L’insuffisance rénale chronique (IRC) se définit par un défaut de filtration glomérulaire et est associée à plusieurs désordres. La perturbation de l’homéostasie glucidique en fait partie. L’homéostasie glucidique est contrôlée principalement par l’insuline, soit l’hormone sécrétée en réponse au glucose par les cellules bêta-pancréatiques contenues dans les îlots de Langerhans. La préservation de la fonction de la cellule bêta est essentielle au maintien de l’homéostasie glucidique. Il a été démontré que la sécrétion de l'insuline est altérée au cours l'IRC, cependant les mécanismes demeurent peu connus. Au cours de l’IRC, l’accumulation chronique de toxines urémiques pourrait contribuer à la défaillance de la cellule bêta. L’urée est une toxine urémique majeure et sa toxicité a été récemment rapportée dans plusieurs tissus. Le but de ce mémoire était donc de vérifier le rôle de l’urée dans la dysfonction de la cellule bêta-pancréatique au cours de l’IRC. Nous avons démontré que l’exposition des îlots de souris à des concentrations pathologiques d’urée entraîne une diminution de la sécrétion d’insuline via l’augmentation du stress oxydant et des O-glycosylations. Ce défaut est dû à une perturbation du métabolisme intracellulaire du glucose. Entre autres, nous avons observé une baisse de la glycolyse associée à la réduction de l’activité enzymatique de la phosphofructokinase-1. Ces résultats démontrent un effet toxique direct de l’urée sur la sécrétion d’insuline et permettent de mieux comprendre le mécanisme de dysfonction de la cellule bêta-pancréatique au cours de l’IRC.

Oocyte-mediated suppression of follicle-stimulating hormone- and insulin-like growth factor-induced secretion of steroids and inhibin-related proteins by bovine granulosa cells in vitro: Possible role of transforming growth factor alpha

The objective was to investigate the potential role of the oocyte in modulating proliferation and basal, FSH-induced and insulin-like growth factor (IGF)-induced secretion of inhibin A (inh A), activin A (act A), follistatin (FS), estradiol (E-2), and progesterone (P-4) by mural bovine granulosa cells. Cells from 4- to 6-mm follicles were cultured in serum-free medium containing insulin and androstenedione, and the effects of ovine FSH and IGF analogue (LR3-IGF-1) were tested alone and in the presence of denuded bovine oocytes (2, 8, or 20 per well). Medium was changed every 48 h, cultures were terminated after 144 h, and viable cell number was determined. Results are based on combined data from four independent cultures and are presented for the last time period only when responses were maximal. Both FSH and IGF increased (P < 0.001) secretion of inh A, act A, FS, E-2, and P-4 and raised cell number. In the absence of FSH or IGF, coculture with oocytes had no effect on any of the measured hormones, although cell number was increased up to 1.8-fold (P < 0.0001). Addition of oocytes to FSH-stimulated cells dose-dependently suppressed (P < 0.0001) inh A (6-fold maximum suppression), act A (5.5-fold), FS (3.6-fold), E-2 (4.6-fold), and P-4 (2.4-fold), with suppression increasing with FSH dose. Likewise, oocytes suppressed (P < 0.001) IGF-induced secretion of inh A, act A, FS, and E-2 (P < 0.05) but enhanced IGF-induced P-4 secretion (1.7-fold; P < 0.05). Given the similarity of these oocyte-mediated actions to those we observed previously following epidermal growth factor (EGF) treatment, we used immunocytochemistry to determine whether bovine oocytes express EGF or transforming growth factor (TGF) alpha. Intense staining with TGFalpha antibody (but not with EGF antibody) was detected in oocytes both before and after coculture. Experiments involving addition of TGFalpha to granulosa cells confirmed that the peptide mimicked the effects of oocytes on cell proliferation and on FSH- and IGF-induced hormone secretion. These experiments indicate that bovine oocytes secrete a factor(s) capable of modulating granulosa cell proliferation and responsiveness to FSH and IGF in terms of steroidogenesis and production of inhibin-related peptides, bovine oocytes express TGFalpha but not EGF, and TGFalpha is a prime candidate for mediating the actions of oocytes on bovine granulosa cells.

Zinc does not inhibit prolactin secretion during insulin-induced hypoglycemia in normal men

Zinc (Zn ++) has been shown as an important physiological inhibitor of pituitary PRL release, and Zn ++ and PRL could be involved in a negative feedback regulatory loop. However, this inhibitory effect has not been detected in humans with regard to thyrotropin releasing hormone (TRH), dopamine (DA) and histamine (HA) neurotransmitters. In order to investigate this topic, Zn ++ was acutely and chronically administered to five healthy men to observe the probable inhibitory effect on PRL release during insulin-induced hypoglycemia. The positive PRL response to hypoglycemia has generally been considered to be mediated via the hypothalamus by adrenergic, serotoninergic, histaminergic, opioid-peptidergic and TRH neurotransmitters. The results showed that Zn ++ was not able to inhibit the PRL release during insulin-induced hypoglycemia. Under these conditions, Zn ++ does not block hypothalamic neurotransmitters stimulated by hypoglycemia, thus excluding its clinical application in human beings. On the other hand, the effect of acute stress, such as hypoglycemia, on the serum Zn ++ profile was not observed. ©2006 Dustri-Verlag Dr. K. Feistle.

A role for calcium in gonadotrophin-releasing hormone (GnRH) stimulated secretion of chorionic gonadotrophin by first trimester human placental minces in vitro

In vitro studies using first-trimester human placental minces have shown that stimulation of human chorionic gonadotrophin (hCG) secretion by gonadotrophin-releasing hormone (GnRH) is dependent upon the presence of extracellular calcium. Addition of GnRH to first-trimester placental minces in vitro was found to stimulate 45Ca2+ uptake into placental minces, and the process was associated with an increase in immunoreactive hCG in the medium. Addition of GnRH to placental minces preloaded with 45Ca2+ stimulated the efflux of 45Ca2+ within one minute. The calmodulin inhibitors chlorpromazine andtrifluoperazine inhibited the basal uptake and efflux of 45Ca2+ suggesting the involvement of calmodulin in the mobilization of calcium in the placenta.

Insulin-stimulated protein kinase B phosphorylation on Ser-473 is independent of its activity and occurs through a staurosporine-insensitive kinase

Full activation of protein kinase B (PKB, also called Akt) requires phosphorylation on two regulatory sites, Thr-308 in the activation loop and Ser-473 in the hydrophobic C-terminal regulatory domain (numbering for PKB alpha /Akt-1), Although 3 ' -phosphoinositide-dependent protein kinase 1 (PDK1) has now been identified as the Thr-308 kinase, the mechanism of the Ser-473 phosphorylation remains controversial. As a step to further characterize the Ser-473 kinase, we examined the effects of a range of protein kinase inhibitors on the activation and phosphorylation of PKB. We found that staurosporine, a broad-specificity kinase inhibitor and inducer of cell apoptosis, attenuated PKB activation exclusively through the inhibition of Thr-308 phosphorylation, with Ser-473 phosphorylation unaffected. The increase in Thr-308 phosphorylation because of overexpression of PDK1 was also inhibited by staurosporine, We further show that staurosporine (CGP 39360) potently inhibited PDK1 activity in vitro with an IC50 of similar to0.22 muM. These data indicate that agonist-induced phosphorylation of Ser-473 of PKB is independent of PDK1 or PKB activity and occurs through a distinct Ser-473 kinase that is not inhibited by staurosporine, Moreover, our results suggest that inhibition of PKB signaling is involved in the proapoptotic action of staurosporine.