La fibrose en deux parties : de la paillasse à la souris

L’apoptose des cellules endothéliales (CE) représente un évènement initial dans le développement de plusieurs pathologies fibrotiques telles que le rejet chronique d’allogreffe et la sclérose systémique. Nous avons démontré que les médiateurs issus des CE apoptotiques entraîne la différenciation myofibroblastique et la résistance à l’apoptose, deux mécanismes centraux à la fibrogénèse. L’activation de PI3K (phospatidylinositol-3 kinase) caractérise ces deux mécanismes. Un fragment C-terminal du perlécan (LG3) produit par les CE apoptotiques inhibe l’apoptose des fibroblastes. Les objectifs de ce travail étaient de : 1. définir les récepteurs et la signalisation impliqués dans la réponse anti-apoptotique et 2. caractériser les médiateurs fibrogéniques responsables de la différenciation myofibroblastique. En ce qui a trait à la réponse anti-apoptotique, l’inhibition des intégrines 21 ou des kinases de la famille Src (SFK) chez les fibroblastes prévient la résistance à l’apoptose et la phosphorylation d’Akt normalement induites par le milieu conditionné par des CE apoptotiques (SSC) ou le LG3. Ces résultats suggèrent que le LG3 produit par les CE apoptotiques initie un état de résistance à l’apoptose chez les fibroblastes par des voies α2β1integrines/SFK/PI3K dépendantes. Le LG3 n’induit cependant pas la différenciation myofibroblastique. Nous avons donc caractérisé le milieu SSC de façon à identifier les médiateurs responsables de la différenciation myofibroblastique. Les milieux conditionnés par des CE apoptotiques et non-apoptotiques (respectivement SSC et SSC-ZVAD) ont été analysés comparativement par chromatographie liquide bi-dimensionnelle, immunobuvardage et spectrométrie de masse. Le connective tissue growth factor (CTGF) est le seul facteur fibrogénique connu augmenté dans le milieu SSC. L’inhibition de la caspase-3 chez les CE prévient la relâche de CTGF. Au niveau du fibroblaste, l’inhibition de SFK ou de Pyk2 (proline-rich tyrosine kinase-2) prévient la différenciation myofibroblastique induite par le SSC ou le CTGF in vitro. L’anticorps neutralisant contre le TGF- (Transforming growth factor beta) n’est pas en mesure de bloquer la différenciation myofibroblastique induite par le SSC ou le CTGF. Des injections quotidiennes sous-cutanées de SSC chez la souris C3H pour 3 semaines entraîne une augmentation de l’épaisseur de la peau et des niveaux protéiques d’SMA, de vimentine et de collagène I. Cette réponse fibrogénique est réduite chez les souris qui ont reçu le SSC-ZVAD ou le SSC immunodéplété de son CTGF. Ces résultats apportent de nouvelles issues mécanistiques au niveau de la réponse fibrogénique activée par la mort des CE. L’activation des caspases chez les CE apoptotiques entraîne la production de LG3 et de CTGF qui, à leur tour, activent des voies de signalisation pro-fibrotiques SFK/PI3K dépendantes chez les fibroblastes, et ce indépendamment du TGF-.

Rôle des GTPases ARF dans la migration des cellules endothéliales et la sécrétion du NO

ARF6 et ARF1 sont des petites GTPases de la famille des ARF(s) qui régulent plusieurs voies de signalisation comprenant, la formation et le mouvement des vésicules, la transformation des lipides membranaires et la réorganisation du cytosquelette d’actine. À ce jour, le rôle de la protéine ARF6 et de la protéine ARF1 dans la signalisation des récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) et des récepteurs à activité tyrosine kinase (RTK) dans les cellules endothéliales est encore très peu étudié. Le but de cette étude a été de caractériser le rôle de la protéine ARF6 dans la migration des cellules endothéliales induite par l’endothéline-1, ainsi que le rôle de la protéine ARF1 dans la sécrétion du monoxyde d’azote (NO) stimulées par le VEGF. Dans cette étude, nous montrons qu’ARF6 est essentielle à la migration des cellules endothéliales induite par l’endotheline-1. L’inhibition de l’expression d’ARF6 par interférence à l’ARN entraîne une activation marquée de la kinase FAK et son association constitutive avec Src. Par ailleurs, cette inhibition affecte l’association entre GIT1 et la kinase FAK. Ceci se traduit par une inhibition du désassemblage des contacts focaux et une augmentation de l’adhésion cellulaire menant à une diminution de la motilité. De plus, nos résultats montrent que la protéine ARF1 est essentielle à l’activation d’eNOS et à la sécrétion du NO suite à l’activation du VEGFR2 dans les cellules endothéliales BAEC. En effet, l’inhibition de l’expression d’ARF1 par interférence à l’ARN entraîne une inhibition du recrutement de la kinase Akt à la membrane plasmique et une inhibition de son activation induite par le VEGF. L’inhibition de l’activation de la kinase Akt par le VEGF conduit à une inhibition de l’activation de eNOS et de la sécrétion du NO. Dans l’ensemble, nos résultats montrent que les protéines ARF6 et ARF1 sont essentielles à la signalisation de l’ETB et du VEGFR2 pour les processus menant à la migration cellulaire et à la sécrétion du NO respectivement, deux évènements essentiels à l’angiogenèse.

Endothelin-1 and H2O2-induced signaling in vascular smooth muscle cells : modulation by CaMKII and Nitric oxide

L’endothéline-1 (ET-1) est un peptide vasoactif extrêmement puissant qui possède une forte activité mitogénique dans les cellules du muscle lisse vasculaire (VSMCs). Il a été démontré que l’ET-1 est impliquée dans plusieurs maladies cardio-vasculaires, comme l’athérosclérose, l'hypertension, la resténose après l'angioplastie, l’insuffisance cardiaque et l'arythmie. L’ET-1 exerce ses effets via plusieurs voies de signalisation qui incluent le Ca2+, les protéines kinases activées par les mitogènes (MAPKs) y compris les kinases régulées par les signaux extracellulaires (ERK1/2) et la voie de la phosphatidylinositol 3-kinase (PI-3K)/protein kinase B (PKB). Plusieurs études ont démontré que les dérivés réactifs de l'oxygène (ROS) peuvent jouer un rôle important dans la signalisation d’ERK1/2 et de PKB induite par plusieurs facteurs de croissance et hormones. Nous avons précédemment montré que l'ET-1 produit des ROS qui agissent comme médiateur de la signalisation cellulaire induite par l’ET-1. Le peroxyde d’hydrogène (H2O2), une molécule qui appartient à la famille des ROS, peut activer les voies de la MAPK et de la PKB dans les VSMCs. Par ailleurs, nos résultats suggèrent également que le Ca2+ et la calmoduline (CaM) sont essentiels pour la phosphorylation d’ERK1/2, de p38 et de PKB induite par le H2O2 dans les VSMCs. La Ca2+/CaM-dependent protein kinases II (CaMKII) est une sérine/thréonine protéine kinase multifonctionnelle activée par le Ca2+/CaM. Il a été montré que la CaMKII est impliquée dans les voies de signalisation induite par le H2O2 dans les cellules endothéliales. Cependant, le rôle de la CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de la proline-rich tyrosine kinase 2 (Pyk2) induite par l’ET-1 et le H2O2, de même que son rôle dans l’effet hypertrophique et prolifératif de l’ET-1 dans les VSMCs demeure inexploré. Le monoxyde d’azote (NO) est une molécule vasoactive impliquée dans la régulation de plusieurs réponses hormonales. Le NO peut moduler la signalisation contrôlant la croissance cellulaire induite par plusieurs agonistes d’où son rôle protecteur dans le système vasculaire. Des études ont montré que le NO peut inhiber la voie de Ras/Raf/ERK1/2 et la voie de PKB induite par le facteur de croissance endothélial (EGF) et l’angiotensine II (Ang II). Beaucoup d’autres travaux ont mis en évidence un cross-talk entre les voies de signalisation activées par l’ET-1 et le NO. La capacité du NO à inhiber la signalisation intracellulaire induite par l’ET-1 dans les VSMCs demeure inconnue. Le travail présenté dans cette thèse vise à déterminer le rôle du système Ca2+-CaM-CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1 et le H2O2 ainsi que son rôle dans la croissance et la prolifération cellulaire induites par l’ET-1 dans les VSMCs. Nous avons également testé le rôle du NO dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 ainsi que la synthèse protéique induite par l’ET-1. Dans la première partie de notre étude, nous avons examiné le rôle de la CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2 et de PKB induite par l’ET-1 dans les VSMCs en utilisant trois approches différentes i.e. l'usage d'inhibiteurs pharmacologiques, un peptide auto-inhibiteur de la CaMKII (CaMKII AIP) et la technique de siRNA. Nous avons démontré que la CaMKII est impliquée dans la phosphorylation d’ERK1/2 et de PKB induite par l’ET-1 dans les VSMCs. Des études précédentes ont montré à l’aide d’inhibiteurs pharmacologiques comme le KN-93 que l'Ang II et les agents induisant une augmentation de la concentration en Ca2+ intracellulaire comme l’ionomycine, provoquent la phosphorylation d’ERK1/2 via la CaM dans les VSMCs. Cependant, en utilisant différentes approches, nos études ont montré pour la première fois une implication de la CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2 et de PKB induite par l’ET-1 dans les VSMCs. Nous avons également rapporté pour la première fois, un rôle crucial de la CaMKII dans la pathophysiologie vasculaire associée à l’ET-1 puisque l’activation de la CaMKII joue un rôle important dans l’hypertrophie et la croissance cellulaire. Dans la deuxième partie, à la lumière des études précédentes qui montraient que les ROS agissent comme médiateurs de la signalisation induite par l’ET-1 dans les VSMCs, nous avons examiné si la CaMKII est également impliquée dans l’activation des voies d’ERK1/2 et de PKB induite par le H2O2. En utilisant des approches pharmacologiques et moléculaires, nous avons montré, comme pour l’ET-1, que la CaMKII joue un rôle critique en amont de la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par le H2O2. Nous avons précédemment montré que la transactivation du récepteur de type I de l’insulin-like growth factor (IGF-1R) est nécessaire à l’activation de PKB induite par le H2O2. Pour cette raison, nous avons examiné l'effet de l'inhibition de la CaMKII par l’inhibiteur pharmacologique ou par le knock-down de la CaMKII sur la phosphorylation d’IGF-1R induite par le H2O2. Les résultats démontrent que la CaMKII joue un rôle critique en amont de la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et d’IGF-1R induite par le H2O2. Dans la troisième partie de notre étude, nous avons également examiné le mécanisme moléculaire par lequel le NO exerce ses effets anti-mitogéniques et anti-hypertrophiques dans la signalisation induite par l’ET-1. En testant l'effet de deux différents donneurs de NO (S-nitroso-N-acetylpenicillamine (SNAP), sodium nitroprusside (SNP)) et un inhibiteur de NO synthase, le N (G)-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME) dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1, nous avons observé que le NO a un effet inhibiteur sur la signalisation induite par l’ET-1 dans les VSMCs. Par ailleurs, le 8-Br-GMPc, un analogue du GMPc, a un effet similaire à celui des deux donneurs du NO, tandis que l’oxadiazole quinoxaline (ODQ), un inhibiteur de la guanylate cyclase soluble, inverse l'effet inhibiteur du NO. Nous concluons que le NO diminue la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1 d’une manière dépendante du GMPc. Le NO inhibe aussi les effets hypertrophiques de l’ET-1 puisque le traitement avec le SNAP diminue la synthèse des protéines induite par l’ET-1. En résumé, les études présentées dans cette thèse démontrent que l’ET-1 et le H2O2 sont des activateurs de la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 dans les VSMCs et que la CaMKII s’avère nécessaire pour ce processus, en agissant en amont de l’activation de IGF-1R induite par le H2O2 dans les VSMCs. Elles montrent également que le NO inhibe la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1. Enfin, nos travaux suggèrent aussi que l’activation de la CaMKII stimule la synthèse des protéines et de l’ADN induites par l’ET-1 alors que le NO inhibe la synthèse des protéines induite par ET-1. Mots clés: Endothéline ; Peroxyde d'hydrogène ; CaMKII ; Monoxyde d’azote ; Système vasculaire ; PKB; ERK1/2; IGF-1R; Hypertrophie.

Caractérisation cytogénétique et moléculaire des translocations chromosomiques dans la phase blastique de la leucémie myéloïde chronique

La leucémie myéloïde chronique (LMC) est un modèle d’évolution tumorale dans les cancers humains. Le processus d’évolution de la LMC de la phase chronique (PC) à la phase blastique (PB) est caractérisé par un arrêt de différenciation et l’acquisition de la capacité d’autorenouvellement incontrôlé d’une cellule souche ou d’un progéniteur hématopoïétique. La LMC en PB est associée à la présence d’anomalies génétiques additionnelles à la fusion BCR-ABL1 qui résulte de la translocation chromosomique t(9;22). Contrairement aux patients en PC, les patients en PB de la LMC n’obtiennent pas une réponse moléculaire complète à long terme avec 1’Imatinib mesylate, un inhibiteur de la tyrosine kinase (ITK) BCR-ABL1. De plus, les ITKs de deuxième et troisième générations sont moins efficaces en PB de la LMC lorsque les cellules leucémiques ont acquis une résistance au traitement indépendante des mutations de BCR-ABL1. Les mécanismes moléculaires des voies de signalisation impliquées dans la progression de la LMC en PB ne sont pas entièrement élucidés. Le but de notre travail est de caractériser de nouvelles anomalies génétiques dans la PB de la LMC. Nous avons identifié en cytogénétique, quatre nouvelles translocations chromosomiques : t(1;21)(p36;q22), t(7;17)(p15;q22), t(8;17)(q11;q22) et t(2;12)(q31;p13) dans les cellules leucémiques de patients en PB de la LMC résistants au traitement. En utilisant des techniques d'hybridation in situ en fluorescence, de RT-PCR et de séquençage, nous avons délimité les régions à investiguer au niveau des points de cassure et identifié un réarrangement de plusieurs gènes codant pour des facteurs de transcription importants lors de l’hématopoïèse tels que RUNX1, ETV6, PRDM16 et HOXA. L’altération de ces gènes pourrait expliquer l’arrêt de différenciation et/ou l’acquisition de la capacité d’autorenouvellement caractéristiques de la LMC en PB. Nous avons identifié les fusions RUNX1-PRDM16, MSI2-HOXA, MSI2-SOX17 et ETV6-HOXD11, respectivement associées aux translocations chromosomiques t(1;21), t(7;17), t(8;17) et t(2;12). Ces fusions génèrent différents transcrits alternatifs qui maintiennent et altèrent le cadre ouvert de lecture. L’analyse des séquences des transcrits chimériques identifiés dans ce projet, incluant RUNX1-PRDM16, MSI2-HOXA9, MSI2-HOXA10, MSI2-HOXA11 et ETV6-HOXD11, nous a permis de prédire les domaines fonctionnels potentiellement présents au niveau des protéines chimériques prédites. Les transcrits de fusion qui respectent le cadre ouvert de lecture peuvent générer des domaines fonctionnels des deux partenaires. C’est le cas des deux transcrits identifiés pour la fusion RUNX1-PRDM16 où le domaine de liaison à l’ADN RHD (Runt homology domain) de RUNX1 est fusionné avec la quasi-totalité des domaines de PRDM16. Les transcrits de fusion qui ne respectent pas le cadre ouvert de lecture donnent des formes tronquées des transcrits RUNX1, MSI2 et ETV6. La juxtaposition des régions promotrices de ces derniers en 5’ de leurs partenaires entraîne l’activation de la forme courte oncogénique de PRDM16 dans la t(1;21) ou de différents gènes HOXA/D dans les t(7;17) et t(2;12), ainsi que l’expression aberrante d’un nouveau transcrit alternatif de SOX17 dans la t(8;17). Notre étude nous a permis d’identifier de nouveaux gènes de fusion et/ou une activation de gènes qui pourraient coopérer avec la fusion BCR-ABL1 dans la progression de la LMC et être impliqués dans la résistance au traitement de la LMC en phase avancée. La caractérisation des événements génétiques associés à la transformation blastique de la LMC est essentielle pour l’investigation des voies moléculaires impliquées dans cette phase de la maladie. Investiguer la résistance au traitement de ces patients pourrait aussi contribuer à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques dans cette leucémie.

Rôles des protéines d’échafaudage Gab dans la signalisation et l’angiogenèse médiées par le VEGF

La protéine d’échafaudage Gab1 amplifie la signalisation de plusieurs récepteurs à fonction tyrosine kinase (RTK). Entre autres, elle promeut la signalisation du VEGFR2, un RTK essentiel à la médiation de l’angiogenèse via le VEGF dans les cellules endothéliales. En réponse au VEGF, Gab1 est phosphorylé sur tyrosine, ce qui résulte en la formation d’un complexe de protéines de signalisation impliqué dans le remodelage du cytosquelette d’actine et la migration des cellules endothéliales. Gab1 est un modulateur essentiel de l’angiogenèse in vitro et in vivo. Toutefois, malgré l’importance de Gab1 dans les cellules endothéliales, les mécanismes moléculaires impliqués dans la médiation de ses fonctions, demeurent mal définis et la participation du second membre de la famille, Gab2, reste inconnue. Dans un premier temps, nous avons démontré que tout comme Gab1, Gab2 est phosphorylé sur tyrosine, qu’il s’associe de façon similaire avec des protéines de signalisation et qu’il médie la migration des cellules endothéliales en réponse au VEGF. Cependant, contrairement à Gab1, Gab2 n’interagit pas avec le VEGFR2 et n’est pas essentiel pour l’activation d’Akt et la promotion de la survie cellulaire. En fait, nous avons constaté que l’expression de Gab2 atténue l’expression de Gab1 et l’activation de la signalisation médiée par le VEGF. Ainsi, Gab2 semble agir plutôt comme un régulateur négatif des signaux pro-angiogéniques induits par Gab1. La migration cellulaire est une des étapes cruciales de l’angiogenèse. Nous avons démontré que Gab1 médie l’activation de la GTPase Rac1 via la formation et la localisation d’un complexe protéique incluant la GEF VAV2, la p120Caténine et la Cortactine aux lamellipodes des cellules endothéliales en réponse au VEGF. De plus, nous montrons que l’assemblage de ce complexe corrèle avec la capacité du VEGF à induire l’invasion des cellules endothéliales et le bourgeonnement de capillaires, deux phénomènes essentiels au processus angiogénique. La régulation des RhoGTPases est également régulée par des inactivateurs spécifiques les « Rho GTPases activating proteins », ou GAPs. Nous décrivons ici pour la première fois le rôle de la GAP CdGAP dans les cellules endothéliales et démontrons son importance dans la médiation de la signalisation du VEGF via la phosphorylation sur tyrosine de Gab1 et l’activation des RhoGTPases Rac1 et Cdc42. Ainsi, dù à son importance sur l’activation de voies de signalisation du VEGF, CdGAP représente un régulateur crucial de la promotion de diverses activités biologiques essentielles à l’angiogenèse telles que la migration cellulaire, et le bourgeonnement de capillaires in vitro et d’aortes de souris ex vivo. De plus, les embryons de souris CdGAP KO présentent des hémorragies et de l’œdème, et ces défauts vasculaires pourraient être responsables de la mortalité de 44% des souris CdGAP knock-out attendues. Nos études amènent donc une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires induits par le VEGF et démontrent l’implication centrale de Gab1 et des régulateurs des RhoGTPases dans la promotion de l’angiogenèse. Cette meilleure compréhension pourrait mener à l’identification de nouvelles cibles ou approches thérapeutiques afin d’améliorer le traitement des patients souffrant de maladies associées à une néovascularisation incontrôlée telles que le cancer.

Enalapril versus nifedipino para el manejo de la hipertensión arterial postparto

Introducción: Los desórdenes hipertensivos en el embarazo son la mayor causa de morbimortalidad materna en el mundo, su tratamiento habitualmente se realiza con nifedipino o enalapril durante el postparto indistintamente, pero no hay estudios que los comparen. Metodología: Se realizó un estudio de corte transversal con fines analíticos en el cual se incluyeron las historias clínicas de pacientes con trastorno hipertensivo durante el postparto que recibieron alguno de estos dos medicamentos y se evaluó el control de tensión arterial, necesidad de otros antihipertensivos, efectos adversos, presencia de complicaciones en ambos grupos. Resultados: Se estudió una muestra representativa, homogénea de 139 pacientes (p 0,43). Todas controlaron las cifras tensionales con el medicamento recibido. El 45% (n=62) recibió enalapril 20 mg cada 12 horas, el 40% (n=56) recibió nifedipino 30 mg cada 8 horas, el 15% (n=21) recibió nifedipino 30 mg cada 12 horas. No se presentaron efectos adversos, complicaciones o mortalidad en ninguno de los grupos. Las pacientes con enalapril requirieron más antihipertensivos comparado con las pacientes que recibieron nifedipino con diferencia estadísticamente significativa (p 0,001). Discusión La escogencia de un antihipertensivo durante el postparto debe estar encaminada al tipo de trastorno antihipertensivo: aquellos que se presentan por primera vez durante el embarazo se les administra nifedipino con excelentes resultados; aquellos con antecedente de hipertensión previa se les administra enalapril con buenos resultados. Ambos medicamentos controlaron la presión arterial adecuadamente sin complicaciones ni mortalidad.

The stimulation of mitogenic signaling pathways by N-POMC peptides

The N-terminal fragment of pro-opiomelancortin (POMC) has been shown previously to act as an adrenal mitogen. However, little is known about the molecular mechanisms by which mitogenesis is stimulated, although it has been shown that N-POMC1-28 Stimulates the ERK pathway in human H295R cells. We have investigated signaling stimulated by N-POMC1-28 and N-POMC1-49 in the mouse Y1 cell line and found that both peptides stimulate ERK phosphorylation with maximal stimulation being achieved within 5 min. Similar results were observed for both MEK and c-Raf phosphorylation, although N-POMC1-49 stimulated the phosphorylation of Akt more robustly than N-POMC1-28. We also investigated the expression of tyrosine kinase receptors in adrenal cells. PCR utilizing degenerate primers was performed on cDNA from both Y1 cells and rat adrenal tissue. Sequencing of 114 clones from each cDNA population revealed the expression of a number of receptors, several of which have not been described previously in the adrenal. (C) 2008 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Ibrutinib inhibits platelet integrin αIIbβ3 outside-in signaling and thrombus stability but not adhesion to collagen

OBJECTIVE: Ibrutinib is an irreversible Bruton tyrosine kinase inhibitor approved for treatment of Waldenstrom macroglobulinemia, chronic lymphocytic leukemia, and mantle cell lymphoma that increases the risk of bleeding among patients. Platelets from ibrutinib-treated patients exhibit deficiencies in collagen-evoked signaling in suspension; however, the significance of this observation and how it relates to bleeding risk is unclear, as platelets encounter immobile collagen in vivo. We sought to clarify the effects of ibrutinib on platelet function to better understand the mechanism underlying bleeding risk. APPROACH AND RESULTS: By comparing signaling in suspension and during adhesion to immobilized ligands, we found that the collagen signaling deficiency caused by ibrutinib is milder during adhesion to immobilized collagen. We also found that platelets in whole blood treated with ibrutinib adhered to collagen under arterial shear but formed unstable thrombi, suggesting that the collagen signaling deficiency caused by ibrutinib may not be the predominant cause of bleeding in vivo. However, clot retraction and signaling evoked by platelet adhesion to immobilized fibrinogen were also inhibited by ibrutinib, indicating that integrin αIIbβ3 outside-in signaling is also effected in addition to GPVI signaling. When ibrutinib was combined with the P2Y12 inhibitor, cangrelor, thrombus formation under arterial shear was inhibited additively. CONCLUSIONS: These findings suggest that (1) ibrutinib causes GPVI and integrin αIIbβ3 platelet signaling deficiencies that result in formation of unstable thrombi and may contribute toward bleeding observed in vivo and (2) combining ibrutinib with P2Y12 antagonists, which also inhibit thrombus stability, may have a detrimental effect on hemostasis.

Long-term regulation of vacuolar H(+)-ATPase by angiotensin II in proximal tubule cells

Long-term effects of angiotensin II (Ang II) on vacuolar H(+)-ATPase were studied in a SV40-transformed cell line derived from rat proximal tubules (IRPTC). Using pH(i) measurements with the fluorescent dye BCECF, the hormone increased Na(+)-independent pH recovery rate from an NH(4)Cl pulse from 0.066 +/- 0.014 pH U/min (n = 7) to 0.14 +/- 0.021 pH U/min (n = 13; p < 0.05) in 10 h Ang II (10(-9) M)-treated cells. The increased activity of H(+)-ATPase did not involve changes in mRNA or protein abundance of the B2 subunit but increased cell surface expression of the V-ATPase. Inhibition of tyrosine kinase by genistein blocked Ang II-dependent stimulation of H(+)-ATPase. Inhibition of phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K) by wortmannin and of p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) by SB 203580 also blocked this effect. Thus, long-term exposure of IRPTC cells to Ang II causes upregulation of H(+)-ATPase activity due, at least in part, to increased B2 cell surface expression. This regulatory pathway is dependent on mechanisms involving tyrosine kinase, p38 MAPK, and PI3K activation.

Pyk2 mediates increased adrenergic contractile responses in arteries from DOCA-salt mice - Vasoactive Peptide Symposium

The calcium-dependent proline-rich tyrosine kinase (Pyk2), a nonreceptor protein activated by tyrosine phosphorylation, links G protein-coupled receptors to vascular responses. We tested the hypothesis that enhanced vascular reactivity in deoxycorticosterone acetate (DOCA)-salt hypertensive mice is due to increased activation of Pyk2. Aorta and small mesenteric arteries from DOCA-salt and uninephrectomized (UNI) male C57B1/6 mice were used. Systolic blood pressure (mm Hg) was higher in DOCA (126 +/- 3) vs. UNI (100 +/- 4) mice. Vascular responses to phenylephrine (1 nM to 100 mu M) were greater both in aorta and small mesenteric arteries from DOCA-salt than UNI, but treatment with Tyrphostin A-9 (0.1 mu M, Pyk2 inhibitor) abolished the difference among the groups. Pyk2 levels, as well as phospho-Pyk2(Tyr402), paxillin, and phospho-paxillin(Tyr118) were increased in DOCA-salt aorta. Incubation of vessels with Tyrphostin A-9 restored phosphorylation of Pyk2 and paxillin. Increased activation of Pyk2 contributes to increased vascular contractile responses in DOCA-salt mice. J Am Soc Hypertens 2008;2(6): 431-438. (C) 2008 American Society of Hypertension. All rights reserved.

Fibroblast growth factor 2 restrains ras-driven proliferation of malignant cells by triggering RhoA-mediated senescence

Fibroblast growth factor 2 (FGF2) is considered to be a bona fide oncogenic factor, although results from our group and others call this into question. Here, we report that exogenous recombinant FGF2 irreversibly inhibits proliferation by inducing senescence in Ras-dependent malignant mouse cells, but not in immortalized nontumorigenic cell lines. We report the following findings in K-Ras-dependent malignant YI adrenocortical cells and H-Ras V12-transformed BALB-3T3 fibroblasts: (a) FGF2 inhibits clonal growth and tumor onset in nude and immunocompetent BALB/c mice, (b) FGF2 irreversibly blocks the cell cycle, and (c) FGF2 induces the senescence-associated -galactosidase with no accompanying signs of apoptosis or necrosis. The tyrosine kinase inhibitor PD173074 completely protected malignant cells from FGF2. In Yl adrenal cells, reducing the constitutively high levels of K-Ras-GTP using the dominant-negative RasN17 mutant made cells resistant to FGF2 cytotoxicity. In addition, transfection of the dominant-negative RhoA-N19 into either YI or 3T3-B61 malignant cell lines yielded stable clonal transfectants that were unable to activate RhoA and were resistant to the FGF2 stress response. We conclude that in Rasdependent malignant cells, FGF2 interacts with its cognate receptors to trigger a senescence-like process involving RboAGTP. Surprisingly, attempts to select FGF2-resistant cells from the Yl and 3T3-B61 cell lines yielded only rare clones that (a) had lost the overexpressed ras oncogene, (b) were dependent on FGF2 for proliferation, and (c) were poorly tumorigenic. Thus, FGF2 exerted a strong negative selection that Rasdependent malignant cells could rarely overcome.

Identification of genes differentially regulated by the P210 BCR/ABL1 fusion oncogene using cDNA microarrays

Objective: The t(9;22) translocation is associated with more than 95% of cases of chronic myeloid leukemia. The resulting fusion of the BCR and ABL1 loci produces the constitutively active BCR/ABL1 tyrosine kinase. A wide range of signal transduction molecules are activated by BCR/ABL1, including MYC, PI-3 kinase, and different STAT molecules. In contrast, relatively few genes are known to be regulated by BCR/ABL1 at the level of transcription.

Materials and Methods: In an effort to better understand the transcriptional program activated by BCR/ABL1, we used cDNA microarrays to evaluate the relative expression of approximately 6450 human genes in U937 myelomonocytic cells expressing P210 BCR/ABL1 via a tetracycline-inducible promoter.

Results: We confirmed the previously reported up-regulation of the PIM1 and JUN oncogenes by BCR/ABL1. In addition, we identified 59 more genes up-regulated by BCR/ABL1. Interestingly, roughly one third of these were genes previously reported to be interferon (IFN)-responsive, including the OAS1, IFIT1, IFI16, ISGF3G, and STAT1 genes. An additional seven BCR/ABL1-regulated genes were found to be IFN-responsive in U937 cells. The expression profile also included genes encoding transcription factors, kinases, and signal transduction molecules, as well as genes regulating cell growth, differentiation, apoptosis, and cell adhesion, features previously suggested to be affected by BCR/ABL1.

Conclusion: These observations shed novel insight into the mechanism of BCR/ABL1 action and provide a range of targets for further investigation.

Tyk2 and Stat3 regulate brown adipose tissue differentiation and obesity

Mice lacking the Jak tyrosine kinase member Tyk2 become progressively obese due to aberrant development of Myf5+ brown adipose tissue (BAT). Tyk2 RNA levels in BAT and skeletal muscle, which shares a common progenitor with BAT, are dramatically decreased in mice placed on a high-fat diet and in obese humans. Expression of Tyk2 or the constitutively active form of the transcription factor Stat3 (CAStat3) restores differentiation in Tyk2−/− brown preadipocytes. Furthermore, Tyk2−/− mice expressing CAStat3 transgene in BAT also show improved BAT development, normal levels of insulin, and significantly lower body weights. Stat3 binds to PRDM16, a master regulator of BAT differentiation, and enhances the stability of PRDM16 protein. These results define Tyk2 and Stat3 as critical determinants of brown fat lineage and suggest that altered levels of Tyk2 are associated with obesity in both rodents and humans.

Genetic basis for the increased expression of vacuolar H+ translocating ATPase genes upon imatinib treatment in human lymphoblastoid cells

Purpose The role of v-ATPases in cancer biology is being increasingly recognized. Yeast studies indicate that the tyrosine kinase inhibitor imatinib may interact with the v-ATPase genes and alter the course of cancer progression. Data from humans in this regard are lacking.

Methods We constructed 55 lymphoblastoid cell lines from pedigreed, cancer-free human subjects and treated them with IC20 concentration of imatinib mesylate. Using these cell lines, we (i) estimated the heritability and differential expression of 19 genes encoding several subunits of the v-ATPase protein in response to imatinib treatment; (ii) estimated the genetic similarity among these genes; and (iii) conducted a high-density scan to find cis-regulating genetic variation associated with differential expression of these genes.

Results We found that the imatinib response of the genes encoding v-ATPase subunits is significantly heritable and can be clustered to identify novel drug targets in imatinib therapy. Further, five of these genes were significantly cis-regulated and together represented nearly half-log fold change in response to imatinib (p = 0.0107) that was homogenous (p = 0.2598).

Conclusions Our results proffer support to the growing view that personalized regimens using proton pump inhibitors or v-ATPase inhibitors may improve outcomes of imatinib therapy in various cancers.

The pan-inhibitor of Aurora kinases danusertib induces apoptosis and autophagy and suppresses epithelial-to-mesenchymal transition in human breast cancer cells

Danusertib (Danu) is a pan-inhibitor of Aurora kinases and a third-generation breakpoint cluster region-Abelson murine leukemia viral oncogene homolog 1 (Bcr-Abl) tyrosine kinase inhibitor, but its antitumor effect and underlying mechanisms in the treatment of human breast cancer remain elusive. This study aimed to investigate the effects of Danu on the growth, apoptosis, autophagy, and epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) and the molecular mechanisms in human breast cancer MCF7 and MDA-MB-231 cells. The results demonstrated that Danu remarkably inhibited cell proliferation, induced apoptosis and autophagy, and suppressed EMT in both breast cancer cell lines. Danu arrested MCF7 and MDA-MB-231 cells in G2/M phase, accompanied by the downregulation of cyclin-dependent kinase 1 and cyclin B1 and upregulation of p21 Waf1/Cip1, p27 Kip1, and p53. Danu significantly decreased the expression of B-cell lymphoma-extra-large (Bcl-xl) and B-cell lymphoma 2 (Bcl-2), but increased the expression of Bcl-2-associated X protein (Bax) and p53-upregulated modulator of apoptosis (PUMA), and promoted the cleavage of caspases 3 and 9. Furthermore, Danu significantly increased the expression levels of the membrane-bound microtubule-associated protein 1A/1B-light chain 3 (LC3-II) and beclin 1 in breast cancer cells, two markers for autophagy. Danu induced the activation of p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) and extracellular signal-regulated kinases 1 and 2 (Erk1/2) and inhibited the activation of protein kinase B (Akt)/mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling pathways in breast cancer cells. Treatment with wortmannin (a phosphatidylinositol 3-kinase inhibitor) markedly inhibited Danu-induced activation of p38 MAPK and conversion of cytosolic LC3-I to membrane-bound LC3-II. Pharmacological inhibition and small interfering RNA-mediated knockdown of p38 MAPK suppressed Akt activation, resulting in LC3-II accumulation and enhanced autophagy. Pharmacological inhibition and small interfering RNA-mediated knockdown of Erk1/2 also remarkably increased the level of LC3-II in MCF7 cells. Moreover, Danu inhibited EMT in both MCF7 and MDA-MB-231 cells with upregulated E-cadherin and zona occludens protein 1 (ZO-1) but downregulated N-cadherin, zinc finger E-box-binding homeobox 1 (TCF8/ZEB1), snail, slug, vimentin, and β-catenin. Notably, Danu showed lower cytotoxicity toward normal breast epithelial MCF10A cells. These findings indicate that Danu promotes cellular apoptosis and autophagy but inhibits EMT in human breast cancer cells via modulation of p38 MAPK/Erk1/2/Akt/mTOR signaling pathways. Danu may represent a promising anticancer agent for breast cancer treatment. More studies are warranted to fully delineate the underlying mechanisms, efficacy, and safety of Danu in breast cancer therapy.