Rôle de la protéine phosphatase PPM1A dans l'homéostasie hépatique du glucose et des lipides

L’insuline est une hormone essentielle qui induit des réponses complexes dans l’organisme pour maintenir l’homéostasie du glucose et des lipides. La résistance à son action est un phénomène pathologique observé dans un large éventail de situations, allant de l’obésité et du syndrome métabolique à la stéatose hépatique et au diabète de type 2, qui aboutissent au développement de l’athérosclérose et de la mortalité. Des avancées remarquables ont été réalisées dans notre compréhension des mécanismes moléculaires responsables du développement de la résistance à l’action de l’insuline. En particulier, l’induction d’un stress cellulaire par des taux élevés d’acides gras libres (AGL) et des cytokines, via l’activation des protéines Ser/Thr kinases, qui augmente la phosphorylation sur des résidus sérine, des molécules critiques impliquées dans la signalisation insulinique (p. ex. IR, IRS et p85) et conduit à la diminution de la réponse cellulaire à l’insuline. Cependant, la plupart des chercheurs ont limité leur travail dans l’investigation du rôle des protéines kinases susceptibles de modifier la réponse cellulaire à l’insuline. Donc, peu de données sont disponibles sur le rôle des Protéines Ser/Thr phosphatases (PS/TPs), même si il est bien établi que la phosphorylation de ces protéines est étroitement régulée par un équilibre entre les activités antagonistes des Ser/Thr kinases et des PS/TPs. Parmi les PS/TPS, PPM1A (également connu sous le nom PP2Cα) est une phosphatase particulièrement intéressante puisqu’il a été suggéré qu’elle pourrait jouer un rôle dans la régulation du métabolisme lipidique et du stress cellulaire. Ainsi, en se basant sur des résultats préliminaires de notre laboratoire et des données de la littérature, nous avons émis l’hypothèse selon laquelle PPM1A pourrait améliorer la sensibilité à l’insuline en diminuant l’activité des protéines kinases qui seraient activées par le stress cellulaire induit par l’augmentation des AGL. Ces effets pourraient finalement améliorer le métabolisme glucidique et lipidique dans l’hépatocyte. Ainsi, pour révéler le rôle physiologique de PPM1A à l’échelle d’un animal entier, nous avons généré un modèle animal qui la surexprime spécifiquement dans le foie. Nous décrivons ici notre travail afin de générer ce modèle animal ainsi que les premières analyses pour caractériser le phénotype de celui-ci. Tout d’abord, nous avons remarqué que la surexpression de PPM1A chez les souris C57BL/6J n’a pas d’effets sur le gain de poids sur une longue période. Deuxièmement, nous avons observé que PPM1A a peu d’effets sur l’homéostasie du glucose. Par contre, nous avons montré que sa surexpression a des effets significatifs sur l’homéostasie du glycogène et des triglycérides. En effet, nous avons observé que le foie des souris transgéniques contient moins de glycogène et de triglycérides que le foie de celles de type sauvage. De plus, nos résultats suggèrent que les effets de la surexpression de PPM1A pourraient refléter son impact sur la synthèse et la sécrétion des lipides hépatiques puisque nous avons observé que sa surexpression conduit à l’augmentation la triglycéridémie chez les souris transgéniques. En conclusion, nos résultats prouvent l’importance de PPM1A comme modulateur de l’homéostasie hépatique du glucose et des lipides. Des analyses supplémentaires restent cependant nécessaires pour confirmer ceux-ci et éclaircir l’impact moléculaire de PPM1A et surtout pour identifier ses substrats.

Régulation de protéine C-réactive vasculaire dans le diabète de type 2

Les maladies cardiovasculaires sont la principale cause de mortalité dans les pays occidentaux et représentent une complication majeure du syndrome métabolique. Il est maintenant largement admis que l’athérosclérose est une maladie inflammatoire chronique et que l’inflammation joue un rôle pathogénique majeur dans l’initiation et la progression de la maladie athéromateuse. Il a été démontré qu’une augmentation des niveaux sériques de la protéine c-réactive (CRP), une protéine de la phase aigüe et un important constituant de la réponse immunitaire de type inné, est associée à un risque cardiovasculaire accru. Ainsi, il a été documenté qu’une augmentation de CRP, tant chez les sujets sains que chez les sujets diabétiques, était associée à une augmentation du risque de morbidité et de mortalité cardiovasculaires. De multiples évidences suggèrent que la CRP puisse non seulement constituer un marqueur de risque des maladies cardiovasculaires mais aussi représenter un facteur pro-athérogénique direct. La dysfonction endothéliale représente un des stades les plus précoces du processus athérosclérotique et un rôle de la CRP dans la pathogenèse de la dysfonction endothéliale est postulé. Outre son origine systémique, la CRP est produite dans la lésion athérosclérotique et par diverses cellules vasculaires, dont les cellules endothéliales. Afin d’élucider le rôle de la CRP vasculaire dans l’altération de la fonction endothéliale associée au syndrome métabolique, nous avons étudié la régulation de l’expression endothéliale de la CRP par les acides gras libres (AGL) et le rôle de la CRP endothéliale dans l’inhibition de la synthèse d’oxyde nitrique (NO) par les AGL. Nos résultats démontrent que :1) l’acide palmitique (PA) induit l’expression génique de CRP au niveau de cellules endothéliales aortiques humaines (HAECs) en culture et, augmente, de manière dose-dépendante, l’expression protéique de la CRP; 2) La pré-incubation des HAECs avec des antioxydants et des inhibiteurs de la i) protéine kinase C (PKC), ii) du facteur nucléaire-kappa B, iii) des Janus kinases et des protéines de transduction et de régulation de la transcription et iv) des protéines kinases activées par les mitogènes prévient l’effet stimulant du PA sur l’expression protéique et génique de la CRP; 3) Le traitement des HAECs par le PA induit une augmentation de la production des espèces réactives oxygénées, un effet prévenu par les inhibiteurs de la PKC et par l’AICAR(5-amino-4-imidazole carboxamide 1-β-D-ribofuranoside), un activateur de la protéine kinase activée par l’AMP; 4) L’incubation des HAECs en présence de PA résulte enfin en une diminution de la production basale endothéliale de NO, un effet abrogé par la préincubation de ces cellules avec un anticorps anti-CRP. Dans l’ensemble, ces données démontrent un effet stimulant du PA sur l’expression de la CRP endothéliale via l’activation de kinases et de facteurs de transcription sensibles au stress oxydatif. Ils suggèrent en outre un rôle de la CRP dans la dysfonction endothéliale induite par les AGL.

Étude de l'impact de combinaisons d'acides gras et de l'insuline sur la fonctionnalité des cellules musculaires lisses vasculaires

L’athérosclérose est étroitement liée au diabète de type 2. De fortes concentrations plasmatiques en acides gras libres (AGL) et en insuline sont des caractéristiques retrouvées chez les patients souffrant de ces deux pathologies. Les AGL, présents dans notre alimentation, font partie de l’environnement auquel les cellules sont exposées. Leurs effets dépendent de leur nature, les acides gras saturés (AGS) étant néfastes et les acides gras monoinsaturés (AGMI) plus protecteurs. Ils ont donc des effets variés sur les cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV) impliquées dans la pathogénèse de l’athérosclérose. Ainsi, l’objectif principal de ce projet de maîtrise était d’évaluer l’impact de deux combinaisons d’AGL sur la viabilité des CMLV, en condition hyperinsulinémique ou non. Les deux combinaisons renfermaient les mêmes AGL mais en proportions différentes, l’une étant plus riche en AGS et l’autre en AGMI. Nos résultats ont montré que les combinaisons d’AGL ont un effet pro-apoptotique principalement dû aux AGS. L’acide oléique présent dans les combinaisons atténue cependant cet effet. Il diminue même plus fortement l’apoptose des CMLV lorsqu’associé à un AGS que lorsqu’utilisé seul. Cet impact est significatif uniquement dans certaines proportions de ces AGL et est plus efficace en présence d’insuline. Ces résultats mettent en lumière la présence d’une compétition entre mécanismes anti- et pro-apoptotiques en fonction des proportions d’AGS versus AGMI et de l’insulinémie chez les CMLV. Ils soulignent également l’importance de la présence des AGMI dans les diètes riches en AGS et pourraient être utiles pour l’élaboration de nouvelles diètes adaptées aux patients athérosclérotiques et diabétiques.

A Study on the Use of Coconut Oil as Plasticiser in Natural Rubber Compounds

Mechanical properties and thermal degradation characteristics of natural rubber compounds captaining coconut oil were compared with that of a control compound containing naphthenic oil. Cure time was marginally lower in the case of coconut oil mixes, probably due to the presence of free fatty acids. Tensile strength , tear strength, resilience and abrasion resistance were better than the naphthenic oil-based compounds . Compression set and hardness were marginally inferior The coconut oil mixes had a crosslink density comparable to that of the reference compound. Thermal studies showed that the temperature of initiation of degradation was increased by 10°C and the temperature at which the peak rate of degradation occured was increased by 7°C. The peak rate of degradation was compa rable to the control compound.

The staphylococcus aureus surface protein IsdA mediates resistance to the innate defenses of human skin

Resistance to human skin innate defenses is crucial for survival and carriage of Staphylococcus aureus, a common cutaneous pathogen and nasal colonizer. Free fatty acids extracted from human skin sebum possess potent antimicrobial activity against S. aureus. The mechanisms by which S. aureus overcomes this host defense during colonization remain unknown. Here, we show that S. aureus IsdA, a surface protein produced in response to the host, decreases bacterial cellular hydrophobicity rendering them resistant to bactericidal human skin fatty acids and peptides. IsdA is required for survival of S. aureus on live human skin. Reciprocally, skin fatty acids prevent the production of virulence determinants and the induction of antibiotic resistance in S. aureus and other Gram-positive pathogens. A purified human skin fatty acid was effective in treating systemic and topical infections of S. aureus suggesting that our natural defense mechanisms can be exploited to combat drug-resistant pathogens.

Changes in selected biochemical and sensory parameters as affected by the superficial inoculation of Penicillium camemberti on dry fermented sausages

An atoxigenic strain of Penicillium camemberti was superficially inoculated on fermented sausages in an attempt to improve their sensory properties. The growth of this mould on the surface of the sausages resulted in an intense proteolysis and lipolysis, which caused an increase in the concentration of free amino acids, free fatty acids (FFA) and volatile compounds. Many of these were derived from amino acid catabolism and were responsible for the "ripened flavour", i.e. branched aldehydes and the corresponding alcohols, acids and esters. The development of the fungal mycelia on the surface of the sausages also protected lipids from oxidation, resulting in both lower 2-thiobarbituric acid (TBARS) values and lipid oxidation-derived compounds, such as aliphatic aldehydes and alcohols. The sensory analysis of superficially inoculated sausages showed clear improvements in odour and flavour and, as a consequence, in the overall quality of the sausages. Therefore, this strain is proposed as a potential starter culture for dry fermented sausage production. (C) 2002 Elsevier Science B.V All rights reserved.

Plasma lipids and prolactin in patients with breast cancer

In a comparative study of pre- and postmenopausal women with benign and malignant breast disease, a number of differences were observed in circulating plasma prolactin and lipid concentrations. Plasma lipids, phospholipids, triglycerides, cholesterol and free fatty acids were all higher in blood obtained from breast cancer patients prior to surgery. HDL-Cholesterol levels were significantly lower in these patients. These differences remained when the patient groups were sub-divided according to menopausal status. Plasma prolactin concentrations were also found to be higher in cancer compared with non-cancer patients, this effect being more marked in premenopausal than in postmenopausal patients. Premenopausal patients with invasive or poorly differentiated disease had significantly higher prolactin levels than those with non-invasive disease. No correlations were found between plasma prolactin and any of the lipid fractions.

Adipose tissue metabolism in pregnancy: the lipolytic effect of human placental lactogen

In vitro adipose tissue lipolysis was investigated in pregnant and non-pregnant women. Basal and hormone-stimulated rates of lipolysis were significantly higher in the pregnant group. Human placental lactogen (HPL) was shown to be lipolytic on adipose tissue from both pregnant and non-pregnant women; the response being more marked in the pregnant group. We postulate that HPL is responsible for this increased lipolytic sensitivity in pregnancy, the result of which is the elevation in levels of plasma free fatty acids in the third trimester.

Monitoring the penetration enhancer dimethyl sulfoxide in human stratum corneum in vivo by confocal raman spectroscopy

The stratum corneum (SC) barrier typically consists of layers of corneocytes embedded in a lipid continuum that regulates barrier function. The lipid domain containing ceramides, cholesterol, and free fatty acids provides the major pathway for most drugs permeating across SC. Penetration enhancers diminish the SC barrier function. The classic enhancer is dimethyl sulfoxide (DMSO). Its mechanisms of action remain unclear, although DMSO disrupts lipid organisation and may displace protein-bound water. Here we use confocal Raman spectroscopy to probe molecular interactions between a finite (depleting) dose of DMSO and SC, as functions of depth and time, providing novel information about residence time and location of DMSO in human SC in vivo

Components of olive oil and chemoprevention of colorectal cancer

Olive oil contains a vast range of substances such as monounsaturated free fatty acids (e.g., oleic acid), hydrocarbon squalene, tocopherols, aroma components, and phenolic compounds. Higher consumption of olive oil is considered the hallmark of the traditional Mediterranean diet, which has been associated with low incidence and prevalence of cancer, including colorectal cancer. The anticancer properties of olive oil have been attributed to its high levels of monounsaturated fatty acids, squalene, tocopherols, and phenolic compounds. Nevertheless, there is a growing interest in studying the role of olive oil phenolics in carcinogenesis. This review aims to provide an overview of the relationship between olive oil phenolics and colorectal cancer, in particular summarizing the epidemiologic, in vitro, cellular, and animal studies on antioxidant and anticarcinogenic effects of olive oil phenolics.

Distribution of lipids in the grain of wheat (cv Hereward) determined by lipidomic analysis of milling and pearling fractions

Lipidomic analyses of milling and pearling fractions from wheat grain were carried out to determine differences in composition which could relate to the spatial distribution of lipids in the grain. Free fatty acids and triacylglycerols were major components in all fractions, but the relative contents of polar lipids varied, particularly lysophosphatidyl choline and digalactosyldiglyceride, which were enriched in flour fractions. By contrast, minor phospholipids were enriched in bran and offal fractions. The most abundant fatty acids in the analysed acyl lipids were C16:0 and C18:2 and their combinations, including C36:4 and C34:2. Phospholipids and galactolipids have been reported to have beneficial properties for bread making, while free fatty acids and triacylglycerols are considered detrimental. The subtle differences in the compositions of fractions determined in the present study could therefore underpin the production of flour fractions with optimised compositions for different end uses.

Phase equilibria study of systems composed of refined babassu oil, lauric acid, ethanol, and water at 303.2 K

Deacidification of vegetable oils can be performed using liquid-liquid extraction as an alternative method to the classical chemical and physical refining processes. This paper reports experimental data for systems containing refined babassu oil, lauric acid, ethanol, and water at 303.2 K with different water mass fractions in the alcoholic solvent (0, 0.0557, 0.1045, 0.2029, and 0.2972). The dilution of solvent with water reduced the distribution coefficient values, which indicates a reduction in the loss of neutral oil. The experimental data were used to adjust the NRTL equation parameters. The global deviation between the observed and the estimated compositions was 0.0085, indicating that the model can accurately predict the behavior of the compounds at different levels of solvent hydration. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Effect of processing on amine formation and the lipid profile of cod (Gadus morhua) roe

The processing of fish roe leads to changes in its chemical composition, the extent of which depends on the techniques and additives employed. This study aimed to investigate the effects of ripening temperature and the use of sodium benzoate and citric acid on the quality of ripened cod roe, with respect to the contents of volatile base nitrogen (VBN), trimethylamine (TMA), biogenic amines (BA) and on the lipid composition. In comparison with fresh roes, ripened roes presented higher contents of VBN, TMA, BA and the proportion of free fatty acids regardless of the temperature and additives used during the ripening process. The greatest increases were observed in the samples ripened at 17 degrees C without additives, in which histamine was detected at 8.8 mg/100 g. A low ripening temperature was the main factor responsible for minimising changes in the cod roe composition. The addition of sodium benzoate as a preservative or citric acid to decrease the pH value had a significant effect in maintaining the quality of the cod roes, mainly at high ripening temperature. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Response surface methodology applied to the analysis of rice bran oil extraction process with ethanol

P>Vegetable oils can be extracted using ethanol as solvent. The main goal of this work was to evaluate the ethanol performance on the extraction process of rice bran oil. The influence of process variables, solvent hydration and temperature was evaluated using the response surface methodology, aiming to maximise the soluble substances and gamma-oryzanol transfer and minimise the free fatty acids extraction and the liquid content in the underflow solid. It can be noted that oil solubility in ethanol was highly affected by the water content. The free fatty acids extraction is improved by increasing the moisture content in the solvent. Regarding the gamma-oryzanol, it can be observed that its extraction is affected by temperature when low level of water is added to ethanol. On the other hand, the influence of temperature is minimised with high levels of water in the ethanol.

Effect of solvent hydration and temperature in the deacidification process of sunflower oil using ethanol

This work presents liquid-liquid experimental data for systems composed of sunflower seed oil, ethanol and water from 10 to 60 degrees C. The influence of process variables (temperature (T) and water concentration in the solvent (W)) on both the solvent content present in the raffinate (S(RP)) and extract (S(EP)) phases and the partition of free fatty acids (k(2)) was evaluated using the response surface methodology, where flash calculations were performed for each trial using the UNIQUAC equation. Water content in the solvent was the most important factor on the responses of S(EP) and k(2). Additionally, statistical analysis showed that the S(RP) was predominantly affected by temperature factor for low water content in the solvent. (c) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.