Modification of pyruvate kinase and lactate dehydrogenase in foot muscle of the sea mussel Mytilus galloprovincialis under anaerobiosis and recovery

The modification of pyruvate kinase (PK) and lactate dehydrogenase (LDH) activity in foot muscle of the mussel Mytilus galloprovincialis during exposure to air and recovery in water was investigated. In the course of exposure to air, the activity of these enzymes measured at high and low substrate concentrations showed successive increases and decreases. Returning the mussels to water after exposure to air affected enzyme activity in a manner similar to anaerobiosis. When measuring at saturated concentrations of substrates and substrate and coenzyme for PK and LDH, respectively, the maximum activation of PK (37%) was observed at 4 h of animal exposure to air, and for LDH (67%) at 6 h exposure to air. During 24 h of exposure of animals to air, PK activity practically reached the stock level, while LDH was still activated (148%). The change in lactate dehydrogenase activity in mussel muscle during anoxia and recovery is described here for the first time. Variation in pyruvate kinase activity during exposure to air and recovery is linked to the alteration of half-maximal saturation constants and maximal velocity for both substrates. The possible role of reversible phosphorylation in the regulation of pyruvate kinase and lactate dehydrogenase properties is discussed

Involvement of hippocampal AMPA glutamate receptor changes and the cAMP/protein kinase A/CREB-P signalling pathway in memory consolidation of an avoidance task in rats

Training in step-down inhibitory avoidance (0.3-mA footshock) is followed by biochemical changes in rat hippocampus that strongly suggest an involvement of quantitative changes in glutamate AMPA receptors, followed by changes in the dopamine D1 receptor/cAMP/protein kinase A (PKA)/CREB-P signalling pathway in memory consolidation. AMPA binding to its receptor and levels of the AMPA receptor-specific subunit GluR1 increase in the hippocampus within the first 3 h after training (20-70%). Binding of the specific D1 receptor ligand, SCH23390, and cAMP levels increase within 3 or 6 h after training (30-100%). PKA activity and CREB-P levels show two peaks: a 35-40% increase 0 h after training, and a second increase 3-6 h later (35-60%). The results correlate with pharmacological findings showing an early post-training involvement of AMPA receptors, and a late involvement of the D1/cAMP/PKA/CREB-P pathway in memory consolidation of this task

Agents that affect cAMP levels or protein kinase A activity modulate memory consolidation when injected into rat hippocampus but not amygdala

Male Wistar rats were trained in one-trial step-down inhibitory avoidance using a 0.4-mA footshock. At various times after training (0, 1.5, 3, 6 and 9 h for the animals implanted into the CA1 region of the hippocampus; 0 and 3 h for those implanted into the amygdala), these animals received microinfusions of SKF38393 (7.5 µg/side), SCH23390 (0.5 µg/side), norepinephrine (0.3 µg/side), timolol (0.3 µg/side), 8-OH-DPAT (2.5 µg/side), NAN-190 (2.5 µg/side), forskolin (0.5 µg/side), KT5720 (0.5 µg/side) or 8-Br-cAMP (1.25 µg/side). Rats were tested for retention 24 h after training. When given into the hippocampus 0 h post-training, norepinephrine enhanced memory whereas KT5720 was amnestic. When given 1.5 h after training, all treatments were ineffective. When given 3 or 6 h post-training, 8-Br-cAMP, forskolin, SKF38393, norepinephrine and NAN-190 caused memory facilitation, while KT5720, SCH23390, timolol and 8-OH-DPAT caused retrograde amnesia. Again, at 9 h after training, all treatments were ineffective. When given into the amygdala, norepinephrine caused retrograde facilitation at 0 h after training. The other drugs infused into the amygdala did not cause any significant effect. These data suggest that in the hippocampus, but not in the amygdala, a cAMP/protein kinase A pathway is involved in memory consolidation at 3 and 6 h after training, which is regulated by D1, ß, and 5HT1A receptors. This correlates with data on increased post-training cAMP levels and a dual peak of protein kinase A activity and CREB-P levels (at 0 and 3-6 h) in rat hippocampus after training in this task. These results suggest that the hippocampus, but not the amygdala, is involved in long-term storage of step-down inhibitory avoidance in the rat.

Interruption of the blood-stage cycle of the malaria parasite, Plasmodium chabaudi, by protein tyrosine kinase inhibitors

Malaria is a devastating disease caused by a unicellular protozoan, Plasmodium, which affects 3.7 million people every year. Resistance of the parasite to classical treatments such as chloroquine requires the development of new drugs. To gain insight into the mechanisms that control Plasmodium cell cycle, we have examined the effects of kinase inhibitors on the blood-stage cycle of the rodent malaria parasite, Plasmodium chabaudi. In vitro incubation of red blood cells for 17 h at 37ºC with the inhibitors led to a decrease in the percent of infected cells, compared to control treatment, as follows: genistein (200 µM - 75%), staurosporine (1 µM - 58%), R03 (1 µM - 75%), and tyrphostins B44 (100 µM - 66%) and B46 (100 µM - 68%). All these treatments were shown to retard or prevent maturation of the intraerythrocytic parasites. The diverse concentration ranges at which these inhibitors exert their effects give a clue as to the types of signals that initiate the transitions between the different developmental stages of the parasite. The present data support our hypothesis that the maturation of the intraerythrocytic cycle of malaria parasites requires phosphorylation. In this respect, we have recently reported a high Ca2+ microenvironment surrounding the parasite within red blood cells. Several kinase activities are modulated by Ca2+. The molecular identification of the targets of these kinases could provide new strategies against malaria.

The role of calcium, calcium-activated K+ channels, and tyrosine/kinase in psoralen-evoked responses in human melanoma cells

8-Methoxy psoralen (8-MOP) exerts a short-term (24 h) mitogenic action, and a long-term (48-72 h) anti-proliferative and melanogenic action on two human melanoma cell lines, SK-Mel 28 and C32TG. An increase of intracellular calcium concentration was observed by spectrofluorometry immediately after the addition of 0.1 mM 8-MOP to both cell lines, previously incubated with calcium probe fluo-3 AM (5 µM). The intracellular Ca2+ chelator BAPTA/AM (1 µM) blocked both early (mitogenic) and late (anti-proliferative and melanogenic) 8-MOP effects on both cell lines, thus revealing the importance of the calcium signal in both short- and long-term 8-MOP-evoked responses. Long-term biological assays with 5 and 10 mM tetraethylammonium chloride (TEA, an inhibitor of Ca2+-dependent K+ channels) did not affect the responses to psoralen; however, in 24-h assays 10 mM TEA blocked the proliferative peak, indicating a modulation of Ca2+-dependent K+ channels by 8-MOP. No alteration of cAMP basal levels or forskolin-stimulated cAMP levels was promoted by 8-MOP in SK-Mel 28 cells, as determined by radioimmunoassay. However, in C32TG cells forskolin-stimulated cAMP levels were further increased in the presence of 8-MOP. In addition, assays with 1 µM protein kinase C and calcium/calmodulin-dependent kinase inhibitors, Ro 31-8220 and KN-93, respectively, excluded the participation of these kinases in the responses evoked by 8-MOP. Western blot with antibodies anti-phosphotyrosine indicated a 92% increase of the phosphorylated state of a 43-kDa band, suggesting that the phosphorylation of this protein is a component of the cascade that leads to the increase of tyrosinase activity.

Losses of immunoreactive parvalbumin amacrine and immunoreactive alphaprotein kinase C bipolar cells caused by methylmercury chloride intoxication in the retina of the tropical fish Hoplias malabaricus

To quantify the effects of methylmercury (MeHg) on amacrine and on ON-bipolar cells in the retina, experiments were performed in MeHg-exposed groups of adult trahiras (Hoplias malabaricus) at two dose levels (2 and 6 µg/g, ip). The retinas of test and control groups were processed by mouse anti-parvalbumin and rabbit anti-alphaprotein kinase C (alphaPKC) immunocytochemistry. Morphology and soma location in the inner nuclear layer were used to identify immunoreactive parvalbumin (PV-IR) and alphaPKC (alphaPKC-IR) in wholemount preparations. Cell density, topography and isodensity maps were estimated using confocal images. PV-IR was detected in amacrine cells in the inner nuclear layer and in displaced amacrine cells from the ganglion cell layer, and alphaPKC-IR was detected in ON-bipolar cells. The MeHg-treated group (6 µg/g) showed significant reduction of the ON-bipolar alphaPKC-IR cell density (mean density = 1306 ± 393 cells/mm²) compared to control (1886 ± 892 cells/mm²; P < 0.001). The mean densities found for amacrine PV-IR cells in MeHg-treated retinas were 1040 ± 56 cells/mm² (2 µg/g) and 845 ± 82 cells/mm² (6 µg/g), also lower than control (1312 ± 31 cells/mm²; P < 0.05), differently from the data observed in displaced PV-IR amacrine cells. These results show that MeHg changed the PV-IR amacrine cell density in a dose-dependent way, and reduced the density of alphaKC-IR bipolar cells at the dose of 6 µg/g. Further studies are needed to identify the physiological impact of these findings on visual function.

Mutations of Bruton's tyrosine kinase gene in Brazilian patients with X-linked agammaglobulinemia

Mutations in Bruton's tyrosine kinase (BTK) gene are responsible for X-linked agammaglobulinemia (XLA), which is characterized by recurrent bacterial infections, profound hypogammaglobulinemia, and decreased numbers of mature B cells in peripheral blood. We evaluated 5 male Brazilian patients, ranging from 3 to 10 years of age, from unrelated families, whose diagnosis was based on recurrent infections, markedly reduced levels of IgM, IgG and IgA, and circulating B cell numbers <2%. BTK gene analysis was carried out using PCR-SSCP followed by sequencing. We detected three novel (Ala347fsX55, I355T, and Thr324fsX24) and two previously reported mutations (Q196X and E441X). Flow cytometry revealed a reduced expression of BTK protein in patients and a mosaic pattern of BTK expression was obtained from mothers, indicating that they were XLA carriers.

Rat vas deferens SERCA2 is modulated by Ca2+/calmodulin protein kinase II-mediated phosphorylation

Ca2+ pumps are important players in smooth muscle contraction. Nevertheless, little information is available about these pumps in the vas deferens. We have determined which subtype of sarco(endo)plasmic reticulum Ca2+-ATPase isoform (SERCA) is expressed in rat vas deferens (RVD) and its modulation by calmodulin (CaM)-dependent mechanisms. The thapsigargin-sensitive Ca2+-ATPase from a membrane fraction containing the highest SERCA levels in the RVD homogenate has the same molecular mass (∼115 kDa) as that of SERCA2 from the rat cerebellum. It has a very high affinity for Ca2+ (Ca0.5 = 780 nM) and a low sensitivity to vanadate (IC50 = 41 µM). These facts indicate that SERCA2 is present in the RVD. Immunoblotting for CaM and Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII) showed the expression of these two regulatory proteins. Ca2+ and CaM increased serine-phosphorylated residues of the 115-kDa protein, indicating the involvement of CaMKII in the regulatory phosphorylation of SERCA2. Phosphorylation is accompanied by an 8-fold increase of thapsigargin-sensitive Ca2+ accumulation in the lumen of vesicles derived from these membranes. These data establish that SERCA2 in the RVD is modulated by Ca2+ and CaM, possibly via CaMKII, in a process that results in stimulation of Ca2+ pumping activity.

Myosin light chain kinase is necessary for post-shock mesenteric lymph drainage enhancement of vascular reactivity and calcium sensitivity in hemorrhagic-shocked rats

Vascular hyporeactivity is an important factor in irreversible shock, and post-shock mesenteric lymph (PSML) blockade improves vascular reactivity after hemorrhagic shock. This study explored the possible involvement of myosin light chain kinase (MLCK) in PSML-mediated vascular hyporeactivity and calcium desensitization. Rats were divided into sham (n=12), shock (n=18), and shock+drainage (n=18) groups. A hemorrhagic shock model (40±2 mmHg, 3 h) was established in the shock and shock+drainage groups. PSML drainage was performed from 1 to 3 h from start of hypotension in shock+drainage rats. Levels of phospho-MLCK (p-MLCK) were determined in superior mesenteric artery (SMA) tissue, and the vascular reactivity to norepinephrine (NE) and sensitivity to Ca2+ were observed in SMA rings in an isolated organ perfusion system. p-MLCK was significantly decreased in the shock group compared with the sham group, but increased in the shock+drainage group compared with the shock group. Substance P (1 nM), an agonist of MLCK, significantly elevated the decreased contractile response of SMA rings to both NE and Ca2+ at various concentrations. Maximum contractility (Emax) in the shock group increased with NE (from 0.179±0.038 to 0.440±0.177 g/mg, P<0.05) and Ca2+ (from 0.515±0.043 to 0.646±0.096 g/mg, P<0.05). ML-7 (0.1 nM), an inhibitor of MLCK, reduced the increased vascular response to NE and Ca2+ at various concentrations in the shock+drainage group (from 0.744±0.187 to 0.570±0.143 g/mg in Emax for NE and from 0.729±0.037 to 0.645±0.056 g/mg in Emax for Ca2+, P<0.05). We conclude that MLCK is an important contributor to PSML drainage, enhancing vascular reactivity and calcium sensitivity in rats with hemorrhagic shock.

Adaptations of skeletal muscle pyruvate dehydrogenase kinase in response to food-restriction in mitochondrial subpopulations

University, 2006 Dr. Sandra J. Peters Pyruvate dehydrogenase (PDH) catalyses the decarboxylation of pyruvate, to form acetyl-CoA. PDH activity is down-regulated by intrinsic PDH kinases (predominantly PDK2 and PDK4 isoforms), but the understanding of the PDK isoform distribution and adaptation to nutritional stresses has been restricted to mixed mitochondrial populations, and not delineated between subsarcolemmal (SS) and intermyofibrillar (IMF) subpopulations. SS and IMF mitochondria exhibit distinct morphological and biochemical properties; however the functional differences are not well understood. This study investigated the effect of fed (FED) versus 48 h total foodrestriction (FR) on rat red gastrocnemius muscle PDK2 and 4 isoform content in SS and IMF mitochondria. PDK4 content was ~3-5 fold higher in SS mitochondria compared to IMF (p=0.001), and increased with FR -3-4- fold in both subpopulations (p<0.001). PDK2 was -2.5-4 fold higher in SS mitochondria compared to IMF (p=0.001), but PDK2 was unaltered with FR. Citrate synthase activity (|imol/min/mg mitochondrial protein) was not different between either subpopulation. As well there were no significant differences between mitochondrial subpopulations in PDH complex components in both fed and FR states. These results demonstrate that there is a markedly higher content of both PDK isofonns in SS compared to IMF mitochondria. Although PDK2 does not increase in either subpopulation in response to FR, PDK4 increases to a similar extent in both SS and IMF after 48 h food-restriction.

Rôles des kinases IKK et IKK-related dans les maladies inflammatoires chroniques : implications dans l’athérosclérose et la réponse hypoxique

L’inflammation est un procédé complexe qui vise l’élimination de l’agent causal de dommages tissulaires en vue de faciliter la réparation du tissu affecté. La persistance de l’agent causal ou l’incapacité à résoudre l’inflammation mène à un dérèglement homéostatique chronique qui peut avoir une incidence sur la morbidité et la mortalité. L’athérosclérose est une condition inflammatoire chronique des vaisseaux sanguins dont l’origine est multifactorielle. L’hypertension et l’état infectieux représentent respectivement des facteurs de risque classiques et émergents du développement de cette maladie. Les fondements initiaux de l’inflammation font intervenir l’immunité innée, la première ligne de défense dont disposent les cellules pour répondre à un signal de danger. Le but de cette thèse est d’examiner le rôle pro-inflammatoire d’une famille de kinases essentielles à l’immunité innée, soit celle des kinases de IkappaB (IKK) et des kinases IKK-related. Les kinases IKKalpha et IKKbeta forment le complexe IKK avec la molécule adaptatrice NEMO/IKKgamma. Ce complexe est chargé d’effectuer la phosphorylation de l’inhibiteur de NF-kappaB, IkappaBalpha, ce qui mène à sa dégradation et à la libération du facteur de transcription NF-kappaB. Nous montrons que le peptide vasoactif angiotensine II (AngII) induit l’activité phosphotransférase d’IKKbeta dans les VSMC par immunoprécipitation de NEMO puis essai kinase in vitro. Grâce à une approche ARN interférence (ARNi) dirigée contre IKK, nous montrons que cette kinase est responsable de la phosphorylation de p65/RelA. Nous montrons que le mécanisme d’induction de NF-kappaB par l’AngII est atypique, puisqu’il ne module pas IkappaBalpha, et montrons à l’aide d’inhibiteurs pharmacologiques que l’activation de p65 est indépendante des voies MEK-ERK-RSK, PI3K et de la transactivation du récepteur de l’EGF. Les kinases IKK-related Tank-binding kinase 1 (TBK1) et IKK-i sont quant à elles principalement activées suite à une infection bactérienne ou virale. Ces kinases phosphorylent directement le facteur de transcription interferon regulatory factor (IRF)-3. Nous montrons que le cytomégalovirus humain, un pathogène associé à l’athérosclérose, a la capacité d’induire l’activation de TBK1 dans les VSMC. L’usage d’ARNi dirigé contre TBK1 et IKKi montre que les 2 kinases sont impliquées dans l’activation d’IRF-3. De plus, nous montrons à l’aide d’une lignée de VSMC exprimant une version dominante négative d’IRF-3 que ce dernier est essentiel à la synthèse des chimiokines RANTES et IP-10, tel qu’analysé par RT-PCR. Par ailleurs, il a récemment été montré que les kinases IKK-related étaient étroitement liées à la transformation oncogénique, et que TBK1 était pro-angiogénique. Or, l’angiogenèse est le plus souvent modulée par la réponse hypoxique qui est d’ailleurs commune à la majorité des processus inflammatoires. Le facteur de transcription hypoxia inducible factor (HIF)-1 module l’angiogenèse, l’inflammation et la survie cellulaire. Nous montrons à l’aide de cellules Tbk1 et Ikbke -/- et d’une approche lentivirale que TBK1 est spécifiquement impliquée dans l’induction traductionnelle de HIF-1alpha en condition de stress hypoxique. L’expression de TBK1 est induite sous ces conditions, et cette kinase module la phosphorylation de ERK, RSK, Akt et TSC1. Les résultats originaux présentés dans cette thèse montrent donc que les kinases IKK et IKK-related exercent leurs actions pro-inflammatoires par des mécanismes distincts.

Protective signaling of oxytocin in an in vitro model of myocardial ischemia - reperfusion

Introduction : La prévention de la mort de cellules cardiaques contractiles suite à un épisode d'infarctus du myocarde représente le plus grand défi dans la récupération de la fonction cardiaque. On a démontré à maintes reprises que l'ocytocine (OT), l'hormone bien connue pour ses rôles dans le comportement social et reproductif et couramment utilisée dans l’induction de l’accouchement, diminue la taille de l'infarctus et améliore la récupération fonctionnelle du myocarde blessé. Les mécanismes de cette protection ne sont pas totalement compris. Objectif : Étudier les effets d'un traitement avec de l'ocytocine sur des cardiomyocytes isolés en utilisant un modèle in vitro qui simule les conditions d'un infarctus du myocarde. Méthodes : La lignée cellulaire myoblastique H9c2 a été utilisée comme modèle de cardiomyocyte. Pour simuler le dommage d'ischémie-reperfusion (IR), les cellules ont été placées dans un tampon ischémique et incubées dans une chambre anoxique pendant 2 heures. La reperfusion a été accomplie par la restauration du milieu de culture régulier dans des conditions normales d'oxygène. L'OT a été administrée en présence ou en absence d'inhibiteurs de kinases connues pour être impliquées dans la cardioprotection. La mortalité cellulaire a été évaluée par TUNEL et l'activité mitochondriale par la production de formazan pendant 1 à 4 heures de reperfusion. La microscopie confocale a servie pour localiser les structures cellulaires. Résultats : Le modèle expérimental de l'IR dans les cellules H9c2 a été caractérisé par une diminution dans la production de formazan (aux alentours de 50 à 70 % du groupe témoin, p < 0.001) et par l'augmentation du nombre de noyaux TUNEL-positif (11.7 ± 4.5% contre 1.3 ± 0.7% pour le contrôle). L'addition de l'OT (10-7 a 10-9 M) au commencement de la reperfusion a inversé les effets de l'IR jusqu'aux niveaux du contrôle (p < 0.001). L'effet protecteur de l'OT a été abrogé par : i) un antagoniste de l'OT ; ii) le knockdown de l'expression du récepteur à l'OT induit par le siRNA ; iii) la wortmannin, l'inhibiteur de phosphatidylinositol 3-kinases ; iv) KT5823, l'inhibiteur de la protéine kinase dépendante du cGMP (PKG); v) l'ODQ, un inhibiteur du guanylate cyclase (GC) soluble, et A71915, un antagoniste du GC membranaire. L'analyse confocale des cellules traitées avec OT a révélé la translocation du récepteur à l'OT et la forme phosphorylée de l'Akt (Thr 308, p-Akt) dans le noyau et dans les mitochondries. Conclusions : L'OT protège directement la viabilité des cardiomyocytes, lorsqu'elle est administrée au début de la reperfusion, par le déclenchement de la signalisation du PI3K, la phosphorylation de l'Akt et son trafic cellulaire. La cytoprotection médiée par l'OT implique la production de cGMP par les deux formes de GC.

Rôle de l’enzyme PAS kinase dans la régulation du facteur de transcription PDX-1 dans la cellule bêta pancréatique.

Le diabète de type 2 (DT2) se caractérise par une production insuffisante d'insuline par le pancréas ainsi qu'une résistance des tissus périphériques à l'action de l'insuline. Dans les cellules bêta pancréatiques, le glucose stimule la production de l'insuline en induisant la transcription de son gène et la traduction ainsi que la sécrétion de sa protéine. Paradoxalement, une exposition prolongée et simultanée de ces cellules à de hautes concentrations de glucose en présence d'acides gras conduit à la détérioration de la fonction bêta pancréatique et au développement du DT2. Toutefois, les mécanismes moléculaires responsables de ces effets du glucose ne sont que partiellement connus. L'objectif du travail décrit dans cette thèse est d'identifier les mécanismes responsables de la régulation de la transcription du gène de l'insuline. PDX-1 (de l’anglais pour pancreatic and duodenal homeobox 1) est un facteur de transcription majeur et essentiel tant pour le développement du pancréas que pour le maintien de sa fonction à l'état adulte. En réponse au glucose, PDX-1 se lie au promoteur du gène de l'insuline et induit sa transcription. Ceci est inhibé par l'acide gras palmitate. Dans la première partie des travaux effectués dans le cadre de cette thèse, nous avons identifié deux mécanismes de régulation de la transcription du gène de l'insuline: le premier via ERK1/2 (de l'anglais pour extracellular-signal-regulated protein kinases 1 and 2) et le second par l’enzyme PASK (pour per-arnt-sim kinase). Nous avons également mis en évidence l'existence d'un troisième mécanisme impliquant l'inhibition de l'expression du facteur de transcription MafA par le palmitate. Nos travaux indiquent que la contribution de la signalisation via PASK est majeure. L'expression de PASK est augmentée par le glucose et inhibée par le palmitate. Sa surexpression dans les cellules MIN6 et les îlots isolés de rats, mime les effets du glucose sur l'expression du gène de l'insuline ainsi que sur l'expression de PDX-1 et prévient les effets délétères du palmitate. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons identifié un nouveau mécanisme par lequel PASK augmente la stabilité protéique de PDX-1, soit via la phosphorylation et l'inactivation de la protéine kinase GSK3 bêta (de l'anglais pour glycogen synthase kinase 3 beta). Le glucose induit la translocation de PDX-1 du cytoplasme vers le noyau, ce qui est essentiel à sa liaison au promoteur de ses gènes cibles. L'exclusion nucléaire de PDX-1 a été observée dans plusieurs modèles ex vivo et in vivo de dysfonction de la cellule bêta pancréatique. Dans le dernier volet de cette thèse, nous avons démontré l'importance de l'utilisation de cellules primaires (îlots isolés et dispersés) pour étudier la translocation nucléaire de PDX-1 endogène étant donné que ce mode de régulation est absent dans les lignées insulino-sécrétrices MIN6 et HIT-T15. Ces études nous ont permis d'identifier et de mieux comprendre les mécanismes régulant la transcription du gène de l'insuline via le facteur de transcription PDX-1. Les cibles moléculaires ainsi identifiées pourraient contribuer au développement de nouvelles approches thérapeutiques pour le traitement du diabète de type 2. Mots-clés : Diabète, îlots de Langerhans, cellule bêta pancréatique, gène de l'insuline, PDX-1, PASK, GSK3 bêta, ERK1/2, PKB, glucose, palmitate.

Le rôle de sirtuine 3 dans la rétinopathie du prématuré

Dans les pays industrialisés, les rétinopathies ischémiques proliférantes telles que la rétinopathie diabétique et la rétinopathie du prématuré sont les principales causes de cécité chez les individus en âge de travailler et la population pédiatrique. Ces pathologies sont caractérisées par une dégénérescence microvasculaire initiale suivie d’une hyper-vascularisaton compensatoire disproportionnée et pathologique. Les sirtuines constituent une importante famille de protéines impliquées dans le métabolisme et la réponse au stress. Plus particulièrement, sirtuine 3 (SIRT3) est une déacétylase mitochondriale primordiale qui agit au cœur du métabolisme énergétique et de l’activation de nombreuses voies métaboliques oxydatives. Nos résultats démontrent pour la première fois qu’une déficience en SIRT3 diminue la sévérité des lésions vasculaires dans le modèle murin de rétinopathie induite par l’oxygène (OIR). En plus de stimuler l’angiogénèse, l’absence de SIRT3 est aussi associée à une augmentation de la glycolyse, possiblement en activant la famille de gènes 6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase (PFKFB). Nous suggérons que le manque de SIRT3 est impliqué dans l’effet Warburg et procure ainsi un avantage prolifératif et protecteur dans l’OIR. La présente étude propose SIRT3 comme nouvelle cible thérapeutique potentielle dans la rétinopathie du prématuré, une maladie dont les complications désastreuses persistent tout au long de la vie.

Role of the Protein Tyrosine Kinase 7 gene in human neural tube defects

Les anomalies du tube neural (ATN) sont des anomalies développementales où le tube neural reste ouvert (1-2/1000 naissances). Afin de prévenir cette maladie, une connaissance accrue des processus moléculaires est nécessaire. L’étiologie des ATN est complexe et implique des facteurs génétiques et environnementaux. La supplémentation en acide folique est reconnue pour diminuer les risques de développer une ATN de 50-70% et cette diminution varie en fonction du début de la supplémentation et de l’origine démographique. Les gènes impliqués dans les ATN sont largement inconnus. Les études génétiques sur les ATN chez l’humain se sont concentrées sur les gènes de la voie métabolique des folates du à leur rôle protecteur dans les ATN et les gènes candidats inférés des souris modèles. Ces derniers ont montré une forte association entre la voie non-canonique Wnt/polarité cellulaire planaire (PCP) et les ATN. Le gène Protein Tyrosine Kinase 7 est un membre de cette voie qui cause l’ATN sévère de la craniorachischisis chez les souris mutantes. Ptk7 interagit génétiquement avec Vangl2 (un autre gène de la voie PCP), où les doubles hétérozygotes montrent une spina bifida. Ces données font de PTK7 comme un excellent candidat pour les ATN chez l’humain. Nous avons re-séquencé la région codante et les jonctions intron-exon de ce gène dans une cohorte de 473 patients atteints de plusieurs types d’ATN. Nous avons identifié 6 mutations rares (fréquence allélique <1%) faux-sens présentes chez 1.1% de notre cohorte, dont 3 sont absentes dans les bases de données publiques. Une variante, p.Gly348Ser, a agi comme un allèle hypermorphique lorsqu'elle est surexprimée dans le modèle de poisson zèbre. Nos résultats impliquent la mutation de PTK7 comme un facteur de risque pour les ATN et supporte l'idée d'un rôle pathogène de la signalisation PCP dans ces malformations.