(+)-Abscisic Acid Metabolism, 3-Ketoacyl-Coenzyme A Synthase Gene Expression, and Very-Long-Chain Monounsaturated Fatty Acid Biosynthesis in Brassica napus Embryos1

Microspore-derived embryos of Brassica napus cv Reston were used to examine the effects of exogenous (+)-abscisic acid (ABA) and related compounds on the accumulation of very-long-chain monounsaturated fatty acids (VLCMFAs), VLCMFA elongase complex activity, and induction of the 3-ketoacyl-coenzyme A synthase (KCS) gene encoding the condensing enzyme of the VLCMFA elongation system. Of the concentrations tested, (+)-ABA at 10 μm showed the strongest effect. Maximum activity of the elongase complex, observed 6 h after 10 μm (+)-ABA treatment, was 60% higher than that of the untreated embryos at 24 h. The transcript of the KCS gene was induced by 10 μm (+)-ABA within 1 h and further increased up to 6 h. The VLCMFAs eicosenoic acid (20:1) and erucoic acid (22:1) increased by 1.5- to 2-fold in embryos treated with (+)-ABA for 72 h. Also, (+)-8′-methylene ABA, which is metabolized more slowly than ABA, had a stronger ABA-like effect on the KCS gene transcription, elongase complex activity (28% higher), and level of VLCMFAs (25–30% higher) than ABA. After 24 h approximately 60% of the added (+)-[3H]ABA (10 μm) was metabolized, yielding labeled phaseic and dihydrophaseic acid. This study demonstrates that (+)-ABA promotes VLCMFA biosynthesis via increased expression of the KCS gene and that reducing ABA catabolism would increase VLCMFAs in microspore-derived embryos.

Polyunsaturated fatty acid oxidation in Alzheimer’s disease.

Alzheimer’s disease is a neurodegenerative disorder which has been characterised with genetic (apolipoproteins), protein (ß-amyloid and tau) and lipid oxidation/metabolism alterations in its pathogenesis. In conjunction with the Dementia Research Group, Bristol University, investigation into genetic, protein and lipid oxidation in Alzheimer’s disease was conducted. A large sample cohort using the double-blind criteria, along with various clinical and chemical data sets were used to improve the statistical analysis and therefore the strength of this particular study. Bristol University completed genetic and protein analysis with lipid oxidation assays performed at Aston University. Lipid oxidation is a complex process that creates various biomarkers, from transient intermediates, to short carbon chain products and cyclic ring structures. Quantification of these products was performed on lipid extracts of donated clinical diseased and non-diseased frontal and temporal brain regions, from the Brain Bank within Frenchay Hospital. The initial unoxidised fatty acids, first transient oxidation intermediates the conjugated dienes and lipid hydroperoxides, the endpoint aldehyde biomarkers and finally the cyclic isoprostanes and neuroprostanes were determined to investigate lipid oxidation in Alzheimer’s. Antioxidant levels were also investigated to observe the effect of oxidation on the defence pathways. Assays utilised in this analysis included; fatty acid composition by GC-FID, conjugated diene levels by HPLC-UV and UV-spec, lipid hydroperoxide levels by FOX, aldehyde content by TBARs, antioxidant status by TEAC and finally isoprostane and neuroprostane quantification using a newly developed EI-MS method. This method involved the SIM of specific ions from F-ring isoprostane and neuroprostane fragmentation, which enabled EI-MS to be used for their quantification. Analyses demonstrated that there was no significant difference between control and Alzheimer samples across all the oxidation biomarkers for both brain regions. Antioxidants were the only marker that showed a clear variance; with Alzheimer samples having higher levels than the age matched controls. This unique finding is supported with the observed lower levels of lipid oxidation biomarkers in Alzheimer brain region samples. The increased antioxidant levels indicate protection against oxidation which may be a host response to counteract the oxidative pathways, but this requires further investigation. In terms of lipid oxidation, no definitive markers or target site for therapeutic intervention have been revealed. This study concludes that dietary supplementation of omega-3 fatty acids or antioxidants would most likely be ineffective against Alzheimer disease, although it may support improvement in other areas of general health.

Effect of a protein and energy dense n-3 fatty acid enriched oral supplement on loss of weight and lean tissue in cancer cachexia:A randomised double blind trial

Aim: N-3 fatty acids, especially eicosapentaenoic acid (EPA), may possess anticachectic properties. This trial compared a protein and energy dense supplement enriched with n-3 fatty acids and antioxidants (experimental: E) with an isocaloric isonitrogenous control supplement (C) for their effects on weight, lean body mass (LBM), dietary intake, and quality of life in cachectic patients with advanced pancreatic cancer. Methods: A total of 200 patients (95 E; 105 C) were randomised to consume two cans/day of the E or C supplement (480 ml, 620 kcal, 32 g protein ± 2.2 g EPA) for eight weeks in a multicentre, randomised, double blind trial. Results: At enrolment, patients' mean rate of weight loss was 3.3 kg/month. Intake of the supplements (E or C) was below the recommended dose (2 cans/day) and averaged 1.4 cans/day. Over eight weeks, patients in both groups stopped losing weight (Δweight E: -0.25 kg/month versus C: -0.37 kg/month; p=0.74) and LBM (ΔLBM E: +0.27 kg/month versus C: +0.12 kg/month; p=0.88) to an equal degree (change from baseline E and C, p<0.001). In view of evident non-compliance in both E and C groups, correlation analyses were undertaken to examine for potential dose-response relationships. E patients demonstrated significant correlations between their supplement intake and weight gain (r=0.50, p<0.001) and increase in LBM (r=0.33, p=0.036). Such correlations were not statistically significant in C patients. The relationship of supplement intake with change in LBM was significantly different between E and C patients (p=0.043). Increased plasma EPA levels in the E group were associated with weight and LBM gain (r=0.50, p<0.001; r=0.51, p=0.001). Weight gain was associated with improved quality of life (p<0.01) only in the E group. Conclusion: Intention to treat group comparisons indicated that at the mean dose taken, enrichment with n-3 fatty acids did not provide a therapeutic advantage and that both supplements were equally effective in arresting weight loss. Post hoc dose-response analysis suggests that if taken in sufficient quantity, only the n-3 fatty acid enriched energy and protein dense supplement results in net gain of weight, lean tissue, and improved quality of life. Further trials are required to examine the potential role of n-3 enriched supplements in the treatment of cancer cachexia.

Le rôle des acides gras oméga-3 sur la balance énergétique, la régulation de l’appétit, l’état émotionnel et l’implication du récepteur GPR120

L’obésité est un facteur de risque lié à des problèmes physiques, émotionnels et comportementaux. Aujourd’hui, l’alimentation est composée d’un régime typiquement occidental «Western diet» qui est riche en acides gras saturés (AGS) et pauvre en acides gras polyinsaturés (AGPI) tel que les oméga-3 (N-3) et occasionnant un déséquilibre du ratio alimentaire N-6/N-3. Ce déséquilibre est une des causes de la prévalence des maladies mentales y compris celles des troubles de l'humeur et de l’anxiété. L’acide docosahexaénoïque (ADH, 22: 6 n-3) est l’acide gras (AG) le plus abondant dans le cerveau et son accumulation est particulièrement élevée pendant la période périnatale. Il joue un rôle important dans le développement neuronal et d'autres fonctions du cerveau tel l'apprentissage et la mémoire. Des perturbations de l’environnement périnatal peuvent influencer à très long terme l’avenir de la descendance en la rendant plus susceptible de développer des problèmes d’obésité dans un contexte nutritionnel riche. On ignore cependant si le déficit alimentaire chez la mère et particulièrement en ADH aura un impact sur la motivation alimentaire de la progéniture. L’objectif principal de cette thèse est d’étudier le rôle potentiel des N-3 sur la balance énergétique, la motivation alimentaire, la dépression et le niveau d’anxiété des descendants de souris mâles adultes assujetties à une alimentation riche en gras. Nos données ont démontré qu‘un régime maternel déficitaire en ADH durant la période périnatale incitait la descendance à fournir plus d’effort afin d’obtenir un aliment palatable. Ceci entraînerait un dérèglement de l’homéostasie énergétique en augmentant le gain de poids et en diminuant l’activité locomotrice tout en exacerbant le comportement de type anxieux dès que les souris sont exposées à un milieu obésogène. Les acides gras libres (AGL) sont des nutriments essentiels fonctionnant comme des molécules de signalisation dans le cerveau en ayant des récepteurs qui jouent un rôle important dans le contrôle du métabolisme énergétique. Parmi eux, on distingue un récepteur couplé à la protéine G (GPCR), le GPR120. Ce récepteur activé par les AGPI ω-3 intervient dans les mécanismes anti-inflammatoires et insulino-résistants via les N-3. Une mutation dans le gène GPR120 occasionnée par une réduction de l’activité de signalisation du gène est liée à l’obésité humaine. L'objectif premier de cette deuxième étude était d’évaluer l'impact de la stimulation pharmacologique de GPR120 dans le système nerveux central (SNC) sur l'alimentation, les dépenses d'énergie, le comportement de type anxieux et la récompense alimentaire. Nos résultats démontrent qu’une injection centrale aiguë d'agoniste GPR120 III réduit la prise alimentaire ad libitum et la motivation alimentaire pour un aliment riche en gras et en sucre; ainsi que les comportements de type anxieux. L’injection centrale chronique (21 jours) de ce même agoniste GPR120 III transmis par une pompe osmotique a démontré que les souris placées sous diète hypercalorique (HFD n’ont présenté aucune modification lors de la prise alimentaire ni de gain de poids mais qu’il y avait comparativement au groupe de véhicule, une réduction du comportement de type anxieux, que ce soit dans le labyrinthe en croix surélevé (LCS) ou dans le test à champ ouvert (OFT). L’ADH est reconnu pour ses propriétés anorexigènes au niveau central. De plus, la stimulation des récepteurs de GPR120 au niveau du cerveau avec un agoniste synthétique peut produire un effet intense intervenir sur le comportement lié à l'alimentation des rongeurs. Trouver une approche visant à contrôler à la fois la neuroinflammation, la récompense alimentaire et les troubles émotionnels aiderait assurément au traitement de l'obésité et du diabète de type 2.

Atividade antiproliferativa de extratos lipídicos de microalgas marinhas em células de melanona: participação do ÔMEGA-3 e/ou ÔMEGA-6?

Nas últimas décadas, muito interesse tem sido focado no potencial biotecnológico das microalgas, principalmente devido à identificação de diversas substâncias bioativas sintetizadas por estas, especialmente ácidos graxos poliinsaturados (PUFAs). PUFAs ômega-3 (PUFAs ω-3) têm sido estudados pela promoção de efeitos benéficos em muitas doenças crônicas, incluindo o câncer, ao contrário de PUFAs ômega-6 (PUFAs ω-6) que, de forma geral, são conhecidos por agravar o desenvolvimento destes quadros. Este estudo objetivou testar a atividade antiproliferativa de extratos lipídicos de duas microalgas marinhas, Isochrysis galbana e Thalassiosira pseudonana, ricas principalmente em PUFAs ω-3, em uma linhagem celular de melanoma, B16F10. Adicionalmente, o efeito dos precursores dos PUFAs ω-3, α-linolênico (ALA), e dos PUFAs ω-6, linoleico (LA) na proliferação celular, foi avaliado nesta linhagem e em uma linhagem melanocítica normal, Melan-A, pelo método MTT. Foi demonstrado que os extratos lipídicos estudados são capazes de induzir inibição de proliferação tempo e concentração dependente na linhagem B16F10 e esta atividade foi também exercida pelo ALA de forma independente das concentrações testadas. Além disso, o extrato lipídico da microalga Thalassiosira pseudonana também induziu citotoxicidade na linhagem B16F10. Desse modo, é possível sugerir que o efeito antiproliferativo dos extratos possa estar relacionado com a alta concentração de ω-3 PUFAs em relação a ω- 6 PUFAs, especialmente para a Thalassiosira pseudonana Adicionalmente, a linhagem Melan-A não foi sensível ao tratamento com o ALA, sugerindo, dessa forma, um efeito antitumoral para este composto. Este estudo ainda indica a possibilidade do uso de microalgas como fontes promissoras de substâncias antitumorais.

Le rôle des acides gras oméga-3 sur la balance énergétique, la régulation de l’appétit, l’état émotionnel et l’implication du récepteur GPR120

L’obésité est un facteur de risque lié à des problèmes physiques, émotionnels et comportementaux. Aujourd’hui, l’alimentation est composée d’un régime typiquement occidental «Western diet» qui est riche en acides gras saturés (AGS) et pauvre en acides gras polyinsaturés (AGPI) tel que les oméga-3 (N-3) et occasionnant un déséquilibre du ratio alimentaire N-6/N-3. Ce déséquilibre est une des causes de la prévalence des maladies mentales y compris celles des troubles de l'humeur et de l’anxiété. L’acide docosahexaénoïque (ADH, 22: 6 n-3) est l’acide gras (AG) le plus abondant dans le cerveau et son accumulation est particulièrement élevée pendant la période périnatale. Il joue un rôle important dans le développement neuronal et d'autres fonctions du cerveau tel l'apprentissage et la mémoire. Des perturbations de l’environnement périnatal peuvent influencer à très long terme l’avenir de la descendance en la rendant plus susceptible de développer des problèmes d’obésité dans un contexte nutritionnel riche. On ignore cependant si le déficit alimentaire chez la mère et particulièrement en ADH aura un impact sur la motivation alimentaire de la progéniture. L’objectif principal de cette thèse est d’étudier le rôle potentiel des N-3 sur la balance énergétique, la motivation alimentaire, la dépression et le niveau d’anxiété des descendants de souris mâles adultes assujetties à une alimentation riche en gras. Nos données ont démontré qu‘un régime maternel déficitaire en ADH durant la période périnatale incitait la descendance à fournir plus d’effort afin d’obtenir un aliment palatable. Ceci entraînerait un dérèglement de l’homéostasie énergétique en augmentant le gain de poids et en diminuant l’activité locomotrice tout en exacerbant le comportement de type anxieux dès que les souris sont exposées à un milieu obésogène. Les acides gras libres (AGL) sont des nutriments essentiels fonctionnant comme des molécules de signalisation dans le cerveau en ayant des récepteurs qui jouent un rôle important dans le contrôle du métabolisme énergétique. Parmi eux, on distingue un récepteur couplé à la protéine G (GPCR), le GPR120. Ce récepteur activé par les AGPI ω-3 intervient dans les mécanismes anti-inflammatoires et insulino-résistants via les N-3. Une mutation dans le gène GPR120 occasionnée par une réduction de l’activité de signalisation du gène est liée à l’obésité humaine. L'objectif premier de cette deuxième étude était d’évaluer l'impact de la stimulation pharmacologique de GPR120 dans le système nerveux central (SNC) sur l'alimentation, les dépenses d'énergie, le comportement de type anxieux et la récompense alimentaire. Nos résultats démontrent qu’une injection centrale aiguë d'agoniste GPR120 III réduit la prise alimentaire ad libitum et la motivation alimentaire pour un aliment riche en gras et en sucre; ainsi que les comportements de type anxieux. L’injection centrale chronique (21 jours) de ce même agoniste GPR120 III transmis par une pompe osmotique a démontré que les souris placées sous diète hypercalorique (HFD n’ont présenté aucune modification lors de la prise alimentaire ni de gain de poids mais qu’il y avait comparativement au groupe de véhicule, une réduction du comportement de type anxieux, que ce soit dans le labyrinthe en croix surélevé (LCS) ou dans le test à champ ouvert (OFT). L’ADH est reconnu pour ses propriétés anorexigènes au niveau central. De plus, la stimulation des récepteurs de GPR120 au niveau du cerveau avec un agoniste synthétique peut produire un effet intense intervenir sur le comportement lié à l'alimentation des rongeurs. Trouver une approche visant à contrôler à la fois la neuroinflammation, la récompense alimentaire et les troubles émotionnels aiderait assurément au traitement de l'obésité et du diabète de type 2.

Déterminants génétiques de la variabilité des triglycérides plasmatiques en réponse à une supplémentation en acides gras oméga-3 d’origine marine

Il est reconnu que la consommation d’acides gras (AG) oméga-3 (n-3) d’origine marine est bénéfique pour la prévention des maladies cardiovasculaires (MCV), notamment en raison de leurs effets hypotriglycéridémiants. Toutefois, il existe une importante hétérogénéité dans la réponse des triglycérides (TG) plasmatiques à une supplémentation en AG n-3 et ce phénomène est en partie attribuable à des facteurs génétiques. Notre groupe de recherche a récemment réalisé une étude d’association à l’échelle du génome (GWAS) sur les participants de l’étude Fatty Acid Sensor (FAS), qui a permis d’identifier plusieurs loci associés à la réponse des TG suite à une supplémentation de 3g d’AG n-3 par jour. La plupart de ces loci sont localisés dans les gènes IQCJ, NXPH1, PHF17 et MYB. Des effets du génotype ainsi que des interactions gène-diète ont été observés avec plusieurs polymorphismes nucléotidiques simples (SNPs) des quatre gènes candidats. Ces résultats suggèrent que des variations génétiques à l’intérieur de gènes identifiés par GWAS peuvent expliquer en partie la variabilité de la réponse des TG plasmatiques à une supplémentation en AG n-3 d’origine marine.