Postgraduate Symposium: Positive influence of nutritional alkalinity on bone health.

There is growing evidence that consumption of a Western diet is a risk factor for osteoporosis through excess acid supply, while fruits and vegetables balance the excess acidity, mostly by providing K-rich bicarbonate-rich foods. Western diets consumed by adults generate approximately 50-100 mEq acid/d; therefore, healthy adults consuming such a diet are at risk of chronic low-grade metabolic acidosis, which worsens with age as a result of declining kidney function. Bone buffers the excess acid by delivering cations and it is considered that with time an overstimulation of this process will lead to the dissolution of the bone mineral content and hence to reduced bone mass. Intakes of K, Mg and fruit and vegetables have been associated with a higher alkaline status and a subsequent beneficial effect on bone health. In healthy male volunteers an acid-forming diet increases urinary Ca excretion by 74% and urinary C-terminal telopeptide of type I collagen (C-telopeptide) excretion by 19% when compared with an alkali (base-forming) diet. Cross-sectional studies have shown that there is a correlation between the nutritional acid load and bone health measured by bone ultrasound or dual-energy X-ray absorptiometry. Few studies have been undertaken in very elderly women (>75 years), whose osteoporosis risk is very pertinent. The EVAluation of Nutrients Intakes and Bone Ultra Sound Study has developed and validated (n 51) an FFQ for use in a very elderly Swiss population (mean age 80.4 (sd 2.99) years), which has shown intakes of key nutrients (energy, fat, carbohydrate, Ca, Mg, vitamin C, D and E) to be low in 401 subjects. A subsequent study to assess net endogenous acid production (NEAP) and bone ultrasound results in 256 women aged > or = 75 years has shown that lower NEAP (P=0.023) and higher K intake (P=0.033) are correlated with higher bone ultrasound results. High acid load may be an important additional risk factor that may be particularly relevant in very elderly patients with an already-high fracture risk. The latter study adds to knowledge by confirming a positive link between dietary alkalinity and bone health indices in the very elderly. In a further study to complement these findings it has also been shown in a group of thirty young women that in Ca sufficiency an acid Ca-rich water has no effect on bone resorption, while an alkaline bicarbonate-rich water leads to a decrease in both serum parathyroid hormone and serum C-telopeptide. Further investigations need to be undertaken to study whether these positive effects on bone loss are maintained over long-term treatment. Mineral-water consumption could be an easy and inexpensive way of helping to prevent osteoporosis and could be of major interest for long-term prevention of bone loss.

Cannabidiol attenuates cardiac dysfunction, oxidative stress, fibrosis, and inflammatory and cell death signaling pathways in diabetic cardiomyopathy.

Objectives In this study, we have investigated the effects of cannabidiol (CBD) on myocardial dysfunction, inflammation, oxidative/nitrative stress, cell death, and interrelated signaling pathways, using a mouse model of type I diabetic cardiomyopathy and primary human cardiomyocytes exposed to high glucose. Background Cannabidiol, the most abundant nonpsychoactive constituent of Cannabis sativa (marijuana) plant, exerts anti-inflammatory effects in various disease models and alleviates pain and spasticity associated with multiple sclerosis in humans. Methods Left ventricular function was measured by the pressure-volume system. Oxidative stress, cell death, and fibrosis markers were evaluated by molecular biology/biochemical techniques, electron spin resonance spectroscopy, and flow cytometry. Results Diabetic cardiomyopathy was characterized by declined diastolic and systolic myocardial performance associated with increased oxidative-nitrative stress, nuclear factor-kappa B and mitogen-activated protein kinase (c-Jun N-terminal kinase, p-38, p38 alpha) activation, enhanced expression of adhesion molecules (intercellular adhesion molecule-1, vascular cell adhesion molecule-1), tumor necrosis factor-alpha, markers of fibrosis (transforming growth factor-beta, connective tissue growth factor, fibronectin, collagen-1, matrix metalloproteinase-2 and -9), enhanced cell death (caspase 3/7 and poly[adenosine diphosphate-ribose] polymerase activity, chromatin fragmentation, and terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling), and diminished Akt phosphorylation. Remarkably, CBD attenuated myocardial dysfunction, cardiac fibrosis, oxidative/nitrative stress, inflammation, cell death, and interrelated signaling pathways. Furthermore, CBD also attenuated the high glucose-induced increased reactive oxygen species generation, nuclear factor-kappa B activation, and cell death in primary human cardiomyocytes. Conclusions Collectively, these results coupled with the excellent safety and tolerability profile of CBD in humans, strongly suggest that it may have great therapeutic potential in the treatment of diabetic complications, and perhaps other cardiovascular disorders, by attenuating oxidative/nitrative stress, inflammation, cell death and fibrosis. (J Am Coll Cardiol 2010;56:2115-25) (C) 2010 by the American College of Cardiology Foundation.

Why human islets die? analysis of death signaling pathways during isolation and following cytokine treatments

RESUME Le diabète de type 1 se définit comme un désordre métabolique d'origine auto-immune qui aboutit à la destruction progressive et sélective de la cellule ß-pancréatique sécrétrice d'insuline. Cette maladie représente 10 % des cas de diabète enregistrés dans la population mondiale, et touche les jeunes de moins de 20 ans. Le traitement médical par insulinothérapie corrige le manque d'hormone mais ne prévient pas les nombreuses complications telles que les atteintes cardiaques, neurologiques, rénales, rétiniennes, et les amputations que la maladie provoque. Le remplacement de la cellule ß par transplantation d'îlots de Langerhans est une alternative prometteuse au traitement médical du diabète de type 1. Cependant la greffe d'îlots est encore un traitement expérimental et ne permet pas un contrôle efficace de la glycémie au long terme chez les patients transplantés, et les raisons de cet échec restent mal comprises. L'obstacle immédiat qui se pose est la purification d'un nombre suffisant d'îlots viables et la perte massive de ces îlots dans les premières heures suite à la greffe. Cette tendance presque systématique de la perte fonctionnelle du greffon immédiatement après la transplantation est connue sous le terme de « primary graft non-function » (PNF). En effet, la procédure d'isolement des îlots provoque la destruction des composantes cellulaires et non cellulaires du tissu pancréatique qui jouent un rôle déterminant dans le processus de survie de l'îlot. De plus, la transplantation elle-même expose les cellules à différents stress, notamment le stress par les cytokines inflammatoires qui encourage la mort cellulaire par apoptose et provoque par la suite le rejet de la greffe. L'ensemble de ces mécanismes aboutit a une perte de la masse d'îlot estimée a plus de 60%. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés à définir les voies majeures de stress qui régissent cette perte massive d'îlot par apoptose lors du processus d'isolement et suite à l'exposition immédiate aux cytokines. L'ensemble des résultats obtenus indique que plusieurs voies de signalisation intracellulaire sont recrutées qui s'activent de manière maximale très tôt lors des premières phases de l'isolement. La mise en culture des îlots deux jours permet aux voies activées de revenir aux taux de base. De ce fait nous proposons une stratégie dite de protection qui doit être 1) initiée aussitôt que possible lors de l'isolement des îlots pancréatiques, 2) devrait probablement bloquer l'activation de ces différentes voies de stress mis en évidence lors de notre étude et 3) devrait inclure la mise en culture des îlots purifiés deux jours après l'isolement et avant la transplantation. RESUME LARGE PUBLIC Le diabète est une maladie qui entraîne un taux anormalement élevé de sucre (glucose) dans le sang du à une insuffisance du pancréas endocrine à produire de l'insuline, une hormone qui régule la glycémie (taux de glucose dans le sang). On distingue deux types majeurs de diabètes; le diabète de type 1 ou juvénile ou encore appelé diabète maigre qui se manifeste souvent pendant l'enfance et qui se traduit par une déficience absolue en insuline. Le diabète de type 2 ou diabète gras est le plus fréquent, et touche les sujets de plus de 40 ans qui souffrent d'obésité et qui se traduit par une dysfonction de la cellule ß avec une incapacité à réguler la glycémie malgré la production d'insuline. Dans le diabète de type 1, la destruction de la cellule ß est programmée (apoptose) et est majoritairement provoquée par des médiateurs inflammatoires appelés cytokines qui sont produites localement par des cellules inflammatoires du système immunitaire qui envahissent la cellule ß-pancréatiques. Les cytokines activent différentes voies de signalisation parmi lesquelles on distingue celles des Mitogen-Activated Protein Kinase (MAPKs) composées de trois familles de MAPKs: ERK1/2, p38, et JNK, et la voie NF-κB. Le traitement médical par injections quotidiennes d'insuline permet de contrôler la glycémie mais ne prévient pas les nombreuses complications secondaires liées à cette maladie. La greffe d'îlots de Langerhans est une alternative possible au traitement médical, considérée avantageuse comparée a la greffe du pancréas entier. En effet l'embolisation d'îlots dans le foie par injection intraportale constitue une intervention simple sans complications majeures. Néanmoins la technique de préparation d'îlots altère la fonction endocrine et cause la perte massive d'îlots pancréatiques. De plus, la transplantation elle-même expose la cellule ß à différents stress, notamment le stress par les cytokines inflammatoires qui provoque le rejet de greffon cellulaire. Dans la perspective d'augmenter les rendements des îlots purifiés, nous nous sommes intéressés à définir les voies majeures de stress qui régissent cette perte massive d'îlot lors du processus d'isolement et suite à l'exposition immédiate aux cytokines après transplantation. L'ensemble de ces résultats indique que le stress induit lors de l'isolement des îlots et celui des cytokines recrute différentes voies de signalisation intracellulaire (JNK, p38 et NF-κB) qui s'additionnent entre-elles pour altérer la fonction et la viabilité de l'îlot. De ce fait une stratégie doit être mise en place pour bloquer toute action synergique entre ces différentes voies activées pour améliorer la viabilité et la fonction de la cellule ß lors du greffon cellulaire. SUMMARY Type 1 diabetes mellitus (T1DM) is an autoimmune disease characterized by the progressive and selective destruction of the pancreatic ß-cells that secrete insulin, leading to absolute insulin deficiency. T1DM accounts for about 10% of all diabetes cases, affecting persons younger than 20 years of age. Medical treatment using daily exogenous insulin injection corrects hormone deficiency but does not prevent devastating complications such as heart attack, neuropathy, kidney failure, blindness, and amputation caused by the disease. Pancreatic islet transplantation (PIT) is one strategy that holds promise to cure patients with T1DM, but purified pancreatic islet grafts have failed to maintain long-term glucose homeostasis in human recipients, the reasons for this failure being still poorly understood. There is however a more immediate problem with islet grafting that is dependent upon poor islet recovery from donors and early islet loss following the first hours of grafting. This tendency of islet grafts to fail to function within a short period after transplantation is termed primary graft non-function (PNF). Indeed, the islet isolation procedure itself destroys cellular and non-cellular components of the pancreas that may play a role in supporting islet survival. Further, islet transplantation exposes cells to a variety of stressful stimuli, notably pro-inflammatory cytokines that encourage ß-cell death by apoptosis and lead to early graft failure. Altogether these mechanisms lead to an estimated loss of 60% of the total islet mass. Here, we have mapped the major intracellular stress signaling pathways that may mediate human islet loss by apoptosis during isolation and following cytokine attack. We found that several stress pathways are maximally activated from the earliest stages of the isolation procedure. Culturing islet for two days allow for the activated pathways to return to basal levels. We propose that protective strategies should 1) be initiated as early as possible during isolation of the islets, 2) should probably target the activated stress pathways that we uncovered during our studies and 3) should include culturing islets for two days post-isolation and prior transplantation.

New insights into the role of microRNAs in pancreatic ß-cell maturation and plasticity

Le diabète est une maladie chronique caractérisée par une élévation du taux de sucre dans le sang aussi appelé « glycémie » reflétant un état pathologique. L'élévation de la glycémie au long cours a des répercussions délétères sur nombreux de nos tissus et organes d'où l'apparition de complications sévères chez les sujets diabétiques pouvant atteindre les yeux, les reins, le système nerveux, le système cardiovasculaire et les membres inférieurs. La carence en une hormone essentielle à notre organisme, l'insuline, est au coeur du développement de la maladie. L'insuline induit la captation du glucose circulant dans le sang en excès suite à une prise alimentaire riche en glucides et favorise son utilisation et éventuellement son stockage dans les tissus tels que le foie, le tissu adipeux et les muscles. Ainsi, l'insuline est vitale pour réguler et maintenir stable notre niveau de glycémie. Les cellules bêta du pancréas sont les seules entités de notre corps capables de produire de l'insuline et une perte de fonctionnalité associée à leur destruction ont été mises en cause dans le processus pathologique du diabète de type 2. Cependant la pleine fonctionnalité et la maturation des cellules bêta n'apparaissent qu'après la naissance lorsque le pancréas en développement a atteint sa masse adulte définitive. Enfin, une fois la masse des cellules bêta définitive établie, leur nombre et volume restent relativement constants au cours de la vie adulte chez un sujet sain. Néanmoins, au cours de périodes critiques les besoins en insuline sont augmentés tel qu'observé chez les femmes enceintes et les personnes obèses qui ont une perte de sensibilité à l'insuline qui se traduit par la nécessité de sécréter plus d'insuline afin de maintenir une glycémie normale. Dans l'hypothèse où la compensation n'a pas lieu ou n'est pas aboutie, le diabète se développe. Le processus de maturation postnatale ainsi que les événements compensatoires sont donc des étapes essentielles et de nombreuses questions sont encore non résolues concernant l'identification des mécanismes les régulant. Parmi les acteurs potentiels figurent de petites molécules d'ARN découvertes récemment appelées microARNs et qui ont été rapidement suggérées très prometteuses dans l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques dans le cadre du diabète et d'autres pathologies. Les microARNs vont réguler l'expression de notre génome sans en modifier la séquence, phénomène également appelé épigénétique, ce qui résulte en des différences de comportement et de fonction cellulaires. Les microARNs sont donc susceptibles de jouer un rôle clé dans l'ensemble des processus biologiques et notre environnement associé à nos prédispositions génétiques peuvent grandement modifier leur niveau et donc leur action, qui à son tour se répercutera sur notre état physiologique. En effet nous avons identifié des changements de microARNs dans les cellules d'îlots pancréatiques de modèles animaux (rats et souris) associés à un état de résistance à l'insuline (grossesse et obésité). Par le biais d'expériences in vitro sur des cellules bêta extraites de rats et conservées en culture, nous avons pu analyser de plus près l'implication des microARNs dans la capacité des cellules bêta à sécréter de l'insuline mais aussi à se multiplier et à survivre au sein d'un environnement toxique. Ainsi, nous avons identifié des microARNs qui participent positivement à la compensation des cellules bêta, sous la direction d'hormones telles les estrogènes ou d'une hormone libérée par l'intestin au cours de la digestion (l'inerétine GLP1) et qui est largement utilisée comme agent thérapeutique dans la médication contre le diabète. Dans un second temps nous avons utilisé une stratégie similaire afin de déterminer le rôle de microARNs préalablement détectés comme étant changés au cours du développement postnatal des cellules bêta chez le rat. Cette étude a également mené à l'identification de microARNs participant à la maturation et à l'expansion de la masse des cellules bêta sous l'influence de la composition du régime alimentaire et des besoins en insuline adéquats qui en dépendent. Ces études apportent la vision de nouveaux mécanismes moléculaires impliquant les microARNs et démontrant leur importance pour le bon fonctionnement des cellules bêta et leur capacité d'adaptation à l'environnement. -- Les cellules bêta sont une composante des îlots pancréatiques de Langerhans et sont des cellules hautement différenciées qui ont l'unique capacité de sécréter de l'insuline sous l'influence des nutriments suite à une prise alimentaire. L'insuline facilite l'incorporation de glucose dans ses tissus cibles tels le foie, le tissu adipeux et les muscles. Bien que les besoins en insuline soient relativement constants au cours de la vie d'un individu sain, certaines conditions associées à un état de résistance à l'insuline, telles la grossesse ou l'obésité, requièrent une libération d'insuline majorée. En cas de résistance à l'insuline, une dysfonction des cellules bêta plus ou moins associée à leur mort cellulaire, conduisent à une sécrétion d'insuline insuffisante et au développement d'une hyperglycémie chronique, caractéristique du diabète de type 2. Jusqu'à présent, les mécanismes moléculaires sous- jacents à la compensation des cellules bêta ou encore menant à leur dysfonction restent peu connus. Découverts récemment, les petits ARNs non-codant appelés microARNs (miARNs), suscitent un intérêt grandissant de par leur potentiel thérapeutique pour la prise en charge et le traitement du diabète. Les miARNs sont de puissants régulateurs de l'expression génique qui lient directement le 3'UTR de leurs ARN messagers cibles afin d'inhiber leur traduction ou d'induire leur dégradation, ce qui leur permet de contrôler des fonctions biologiques multiples. Ainsi, nous avons pris pour hypothèse que les miARNs pourraient jouer un rôle essentiel en maintenant la fonction des cellules bêta et des processus compensatoires afin de prévenir le développement du diabète. Lors d'une première étude, une analyse transcriptomique a permis l'identification de miARNs différemment exprimés au sein d'îlots pancréatiques de rattes gestantes. Parmi eux, le miR-338-3p a démontré la capacité de promouvoir la prolifération et la survie des cellules bêta exposées à des acides gras saturés et des cytokines pro-inflammatoires, sans altérer leur propriété sécrétrice d'insuline. Nous avons également identifié deux hormones reconnues pour leurs propriétés bénéfiques pour la physiologie de la cellule bêta, l'estradiol et l'incrétine GLP1, qui régulent les niveaux du miR-338-3p. Ce miARN intègre parfaitement les voies de signalisation de ces deux hormones dépendantes de l'AMP cyclique, afin de contrôler l'expression de nombreux gènes conduisant à son action biologique. Dans un projet ultérieur, notre objectif était de déterminer la contribution de miARNs dans l'acquisition de l'identité fonctionnelle des cellules bêta en période postnatale. En effet, directement après la naissance les cellules bêta sont reconnues pour être encore immatures et incapables de sécréter de l'insuline spécifiquement en réponse à l'élévation de la glycémie. Au contraire, la réponse insulinique induite par les acides aminés ainsi que la biosynthèse d'insuline sont déjà fonctionnelles. Nos recherches ont permis de montrer que les changements de miARNs corrélés avec l'apparition du phénotype sécrétoire en réponse au glucose, sont régis par la composition nutritionnelle du régime alimentaire et des besoins en insuline qui en découlent. En parallèle, le taux de prolifération des cellules bêta est considérablement réduit. Les miARNs que nous avons étudiés coordonnent des changements d'expression de gènes clés impliqués dans l'acquisition de propriétés vitales de la cellule bêta et dans la maintenancé de son identité propre. Enfin, ces études ont permis de clairement démontrer l'importance des miARNs dans la régulation de la fonction des cellules bêta pancréatiques. -- Beta-cells are highly differentiated cells localized in the pancreatic islets and are characterized by the unique property of secreting insulin in response to nutrient stimulation after meal intake. Insulin is then in charge of facilitating glucose uptake by insulin target tissues such as liver, adipose tissue and muscles. Despite insulin needs stay more or less constant throughout life of healthy individuals, there are circumstances such as during pregnancy or obesity which are associated to insulin resistance, where insulin needs are increased. In this context, defects in beta-cell function, sometimes associated with beta-cell loss, may result in the release of inappropriate amounts of insulin leading to chronic hyperglycemia, properly defined as type 2 diabetes mellitus. So far, the mechanisms underlying beta- cell compensation as well as beta-cell failure remain to be established. The recently discovered small non-coding RNAs called microRNAs (miRNAs) are emerging as interesting therapeutic targets and are bringing new hope for the treatment of diabetes. miRNAs display a massive potential in regulating gene expression by directly binding to the 3'UTR of messenger RNAs and by inhibiting their translation and/or stability, enabling them to modify a wide range of biological functions. In view of this, we hypothesized that miRNAs may play an essential role in preserving the functional beta-cell mass and permitting to fight against beta-cell exhaustion and decompensation that can lead to diabetes development. In a first study, global profiling in pancreatic islets of pregnant rats, a model of insulin resistance, led to the identification of a set of differentially expressed miRNAs. Among them, miR-338- 3p was found to promote beta-cell proliferation and survival upon exposure of islet cells to pro- apoptotic stimuli such as saturated fatty acids or pro-inflammatory cytokines, without impairment in their capacity to release insulin. We also discovered that miR-338-3p changes are driven by two hormones, the estradiol and the incretin GLP1, both well known for their beneficial impact on beta- cell physiology. Consistently, we found that miR-338-3p integrates the cAMP-dependent signaling pathways regulated by these two hormones in order to control the expression of numerous genes and execute its biological functions. In a second project, we aimed at determining whether miRNAs contribute to the acquisition of beta-cell identity. Indeed, we confirmed that right after birth beta-cells are still immature and are unable to secrete insulin specifically in response to elevated concentrations of glucose. In contrast, amino acid-stimulated insulin release as well as insulin biosynthesis are already fully functional. In parallel, newborn beta-cells are proliferating intensively within the expanding pancreas. Interestingly, we demonstrated that the miRNA changes and the subsequent acquisition of glucose responsiveness is influenced by the diet composition and the resulting insulin needs. At the same time, beta-cell proliferation declines. The miRNAs that we have identified orchestrate expression changes of essential genes involved in the acquisition of specific beta-cell properties and in the maintenance of a mature beta-cell identity. Altogether, these studies clearly demonstrate that miRNAs play important roles in the regulation of beta-cell function.

Defecto en la homeostasis del oxido nítrico. Mecanismo común subyacente de la insulino-resistencia, la hiperactividad simpática y la morbi-mortalidad cardiovascular [Defective nitric oxide homeostasis. Common underlying mechanism between insulin resistance, sympathetic overactivity and cardiovascular morbidity and mortality]

Obesity, insulin resistance and associated cardiovascular complications are reaching epidemic proportions worldwide and represent a major public health problem. Over the past decade, evidence has accumulated indicating that insulin administration, in addition to its metabolic effects, also has important cardiovascular actions. The sympathetic nervous system and the L-arginine-nitric oxide pathway are the central players in the mediation of insulin's cardiovascular actions. Based on recent animal and human research, we demonstrate that both defective and augmented NO synthesis represent a central defect triggering many of the metabolic, vascular and sympathetic abnormalities characteristic of insulin-resistant states. These observations provide the rationale for the use of pharmaceutical drugs releasing small and physiological amounts of NO and/or inhibitors of NO overproduction as a future treatment for insulin resistance and associated comorbidities.

Enhanced expression of 70-kilodalton heat shock protein limits cell division in a sepsis-induced model of acute respiratory distress syndrome.

OBJECTIVE: Fibrotic changes are initiated early in acute respiratory distress syndrome. This may involve overproliferation of alveolar type II cells. In an animal model of acute respiratory distress syndrome, we have shown that the administration of an adenoviral vector overexpressing the 70-kd heat shock protein (AdHSP) limited pathophysiological changes. We hypothesized that this improvement may be modulated, in part, by an early AdHSP-induced attenuation of alveolar type II cell proliferation. DESIGN: Laboratory investigation. SETTING: Hadassah-Hebrew University and University of Pennsylvania animal laboratories. SUBJECTS: Sprague-Dawley Rats (250 g). INTERVENTIONS: Lung injury was induced in male Sprague-Dawley rats via cecal ligation and double puncture. At the time of cecal ligation and double puncture, we injected phosphate-buffered saline, AdHSP, or AdGFP (an adenoviral vector expressing the marker green fluorescent protein) into the trachea. Rats then received subcutaneous bromodeoxyuridine. In separate experiments, A549 cells were incubated with medium, AdHSP, or AdGFP. Some cells were also stimulated with tumor necrosis factor-alpha. After 48 hrs, cytosolic and nuclear proteins from rat lungs or cell cultures were isolated. These were subjected to immunoblotting, immunoprecipitation, electrophoretic mobility shift assay, fluorescent immunohistochemistry, and Northern blot analysis. MEASUREMENTS AND MAIN RESULTS: Alveolar type I cells were lost within 48 hrs of inducing acute respiratory distress syndrome. This was accompanied by alveolar type II cell proliferation. Treatment with AdHSP preserved alveolar type I cells and limited alveolar type II cell proliferation. Heat shock protein 70 prevented overexuberant cell division, in part, by inhibiting hyperphosphorylation of the regulatory retinoblastoma protein. This prevented retinoblastoma protein ubiquitination and degradation and, thus, stabilized the interaction of retinoblastoma protein with E2F1, a key cell division transcription factor. CONCLUSIONS: : Heat shock protein 70-induced attenuation of cell proliferation may be a useful strategy for limiting lung injury when treating acute respiratory distress syndrome if consistent in later time points.

Fat oxidation kinetics during exercise in obese individuals

Introduction An impaired ability to oxidize fat may be a factor in the obesity's aetiology (3). Moreover, the exercise intensity (Fatmax) eliciting the maximal fat oxidation rate (MFO) was lower in obese (O) compared with lean (L) individuals (4). However, difference in fat oxidation rate (FOR) during exercise between O and L remains equivocal and little is known about FORs during high intensities (>60% ) in O compared with L. This study aimed to characterize fat oxidation kinetics over a large range of intensities in L and O. Methods 12 healthy L [body mass index (BMI): 22.8±0.4] and 16 healthy O men (BMI: 38.9±1.4) performed submaximal incremental test (Incr) to determine whole-body fat oxidation kinetics using indirect calorimetry. After a 15-min resting period (Rest) and 10-min warm-up at 20% of maximal power output (MPO, determined by a maximal incremental test), the power output was increased by 7.5% MPO every 6-min until respiratory exchange ratio reached 1.0. Venous lactate and glucose and plasma concentration of epinephrine (E), norepinephrine (NE), insulin and non-esterified fatty acid (NEFA) were assessed at each step. A mathematical model (SIN) (1), including three variables (dilatation, symmetry, translation), was used to characterize fat oxidation (normalized by fat-free mass) kinetics and to determine Fatmax and MFO. Results FOR at Rest and MFO were not significantly different between groups (p≥0.1). FORs were similar from 20-60% (p≥0.1) and significantly lower from 65-85% in O than in L (p≤0.04). Fatmax was significantly lower in O than in L (46.5±2.5 vs 56.7±1.9 % respectively; p=0.005). Fat oxidation kinetics was characterized by similar translation (p=0.2), significantly lower dilatation (p=0.001) and tended to a left-shift symmetry in O compared with L (p=0.09). Plasma E, insulin and NEFA were significantly higher in L compared to O (p≤0.04). There were no significant differences in glucose, lactate and plasma NE between groups (p≥0.2). Conclusion The study showed that O presented a lower Fatmax and a lower reliance on fat oxidation at high, but not at moderate, intensities. This may be linked to a: i) higher levels of insulin and lower E concentrations in O, which may induce blunted lipolysis; ii) higher percentage of type II and a lower percentage of type I fibres (5), and iii) decreased mitochondrial content (2), which may reduce FORs at high intensities and Fatmax. These findings may have implications for an appropriate exercise intensity prescription for optimize fat oxidation in O. References 1. Cheneviere et al. Med Sci Sports Exerc. 2009 2. Holloway et al. Am J Clin Nutr. 2009 3. Kelley et al. Am J Physiol. 1999 4. Perez-Martin et al. Diabetes Metab. 2001 5. Tanner et al. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2002

Soluble MHC-peptide complexes containing long rigid linkers abolish CTL-mediated cytotoxicity.

Soluble MHC-peptide (pMHC) complexes induce intracellular calcium mobilization, diverse phosphorylation events, and death of CD8+ CTL, given that they are at least dimeric and co-engage CD8. By testing dimeric, tetrameric, and octameric pMHC complexes containing spacers of different lengths, we show that their ability to activate CTL decreases as the distance between their subunit MHC complexes increases. Remarkably, pMHC complexes containing long rigid polyproline spacers (> or =80 A) inhibit target cell killing by cloned S14 CTL in a dose- and valence-dependent manner. Long octameric pMHC complexes abolished target cell lysis, even very strong lysis, at nanomolar concentrations. By contrast, an altered peptide ligand antagonist was only weakly inhibitory and only at high concentrations. Long D(b)-gp33 complexes strongly and specifically inhibited the D(b)-restricted lymphocytic choriomeningitis virus CTL response in vitro and in vivo. We show that complications related to transfer of peptide from soluble to cell-associated MHC molecules can be circumvented by using covalent pMHC complexes. Long pMHC complexes efficiently inhibited CTL target cell conjugate formation by interfering with TCR-mediated activation of LFA-1. Such reagents provide a new and powerful means to inhibit Ag-specific CTL responses and hence should be useful to blunt autoimmune disorders such as diabetes type I.

Effects of thyroid hormones and aldosterone on mineralocorticoid binding sites in the toad bladder.

In the urinary bladder of the toad Bufo marinus triiodothyronine selectively inhibits the late effect of aldosterone on Na+ transport. We have investigated whether T3 might mediate its antimineralocorticoid action by controlling: i) the level of aldosterone binding sites in the soluble (cytosolic) pool isolated from tissues treated with T3 (60 nM) for up to 20 hr of incubation; ii) the kinetics of uptake of 3H-aldosterone into cytoplasmic and nuclear fractions after 2 or 20 hr of exposure to T3. The number and the affinity of Type I (high affinity, low capacity) and Type II (low affinity, high capacity) cytosolic binding sites (measured at 0 degrees C) did not vary significantly after 18 hr of exposure to T3, while aldosterone-dependent Na+ transport was significantly inhibited. In addition, T3 did not modify the kinetics of uptake (90 min) of 3H-aldosterone into cytoplasmic and nuclear fractions of toad bladder incubated in vitro at 25 degrees C. By contrast, aldosterone itself was able to down-regulate its cytosolic and nuclear binding sites after an 18-hr exposure to the steroid hormone (10 or 80 nM). T3 slightly (20%) but significantly potentiated the down regulation of nuclear binding sites. In conclusion, T3 does not appear to have major effects on the regulation of the aldosterone receptor, which could explain in a simple manner its antimineralocorticoid action.

Mutation hot spots in 5q31-linked corneal dystrophies.

Mutations in the BIGH3 gene on chromosome 5q31 cause four distinct autosomal dominant diseases of the human cornea: granular (Groenouw type I), Reis-Bücklers, lattice type I, and Avellino corneal dystrophies. All four diseases are characterized by both progressive accumulation of corneal deposits and eventual loss of vision. We have identified a specific recurrent missense mutation for each type of dystrophy, in 10 independently ascertained families. Genotype analysis with microsatellite markers surrounding the BIGH3 locus was performed in these 10 families and in 5 families reported previously. The affected haplotype could be determined in 10 of the 15 families and was different in each family. These data indicate that R555W, R124C, and R124H mutations occurred independently in several ethnic groups and that these mutations do not reflect a putative founder effect. Furthermore, this study confirms the specific importance of the R124 and R555 amino acids in the pathogenesis of autosomal dominant corneal dystrophies linked to 5q.

AUTOIMMUNE PANCREATITIS

Autoimmune Pancreatitis (AIP) is a new nosological entity that was first reported by Sarles et al. in 1961 and then named by Yoshida et al. in 1995 in Japan. It was then ignored by many Western researchers and now, in the last decade; it appears to have been recognized worldwide. AIP is a distinct form a chronic pancreatitis with an immune mediated fibroinflammatory process that has unique histopathologic features that makes it distinguishable from other forms of pancreatitis. Moreover, AIP is the only type of pancreatitis that responds to steroid administration. The Honolulu consensus document that has recently been published by Chari et al. described the histopathologic and clinical subtypes of AIP. Indeed, it appears that there are two forms of AIP, with different prevalence in Europe and Asia and distinct clinical profiles. The first subtype, the most common type in Asia, has recently been named Lymphoplasmocytic sclerosing pancreatitis (LPSP) or type I AIP because of its histological features and its association with elevated IgG serum levels and various autoantibodies. The second one is called idiopathic duct centric pancreatitis, IDCP, or type II AIP, that barely exists in Japan, but more accounted in Caucasian people. IDCP is recognized by its particular histology that is a granulocytic epithelial lesion (GEL) which makes some people call it AIP with GEL. Still nowadays, the diagnosis of AIP is a challenge. AIP can only be definitively diagnosed by histological examination. The main differential diagnosis of AIP is, except chronic pancreatitis, pancreatic cancer. That explains why there are still some unnecessary resections. Several groups have proposed diagnostic criteria for AIP as in Japan, Korea, Germany, Italy and the United States. Thus, it is important to find an international consensus. Above all, it is important to find new criteria as specific markers in the serum and the pancreatic tissues, for example using proteomics, to be able to diagnosis both types of AIP, and distinguish AIP from pancreatic cancer in order to avoid surgical resection in patients with AIP. The aim of this project is to review all relevant studies about AIP and to document all the available diagnostic tools.

Local ocular immunomodulation resulting from electrotransfer of plasmid encoding soluble TNF receptors in the ciliary muscle.

PURPOSE: Plasmid electrotransfer in the ciliary muscle allows the sustained release of therapeutic proteins within the eye. The aim of this study was to evaluate whether the ocular production of TNF-alpha soluble receptor, using this nonviral gene therapy method, could have a beneficial local effect in a model of experimental autoimmune uveoretinitis (EAU). METHODS: Injection of a plasmid encoding a TNF-alpha p55 receptor (30 microg) in the ciliary muscle, combined with electrotransfer (200 V/cm), was carried out in Lewis rat eyes 4 days before the induction of EAU by S-antigen. Control eyes received naked plasmid electrotransfer or simple injection of the therapeutic plasmid. The disease was evaluated clinically and histologically. Cytokines and chemokines were analyzed in the ocular media by multiplex assay performed 15 and 21 days after immunization. RESULTS: Ocular TNF-alpha blockade, resulting from the local secretion of soluble receptors, was associated with delayed and significantly less severe uveitis, together with a reduction of the retinal damages. Compared with the controls, treated eyes showed significantly lower levels of IL-1beta and MCP1, higher levels of IL-13 and IL-4, and reduced NOS-2 expression in infiltrating cells. Treatment did not influence TNF-alpha levels in inguinal lymph nodes. CONCLUSIONS: Taken together, these results indicate that local immunomodulation was achieved and that no systemic adverse effects of TNF-alpha blockade observed after systemic injection of TNF-alpha inhibitors should be expected.

Cutting edge: a novel viral TNF receptor superfamily member in virulent strains of human cytomegalovirus.

The UL144 open reading frame found in clinical isolates of human CMV (HCMV) encodes a structural homologue of the herpesvirus entry mediator, a member of the TNFR superfamily. UL144 is a type I transmembrane glycoprotein that is expressed early after infection of fibroblasts; however, it is retained intracellularly. A YXXZ motif in the highly conserved cytoplasmic tail contributes to UL144 subcellular distribution. The finding that no known ligand of the TNF family binds UL144 suggests that its mechanism of action is distinct from other known viral immune evasion genes. Specific Abs to UL144 can be detected in the serum of a subset of HCMV seropositive individuals infected with HIV. This work establishes a novel molecular link between the TNF superfamily and herpesvirus that may contribute to the ability of HCMV to escape immune clearance.

Syndromes auto-inflammatoires en dermatologie [Autoinflammatory syndromes in dermatology].

Hereditary periodic fever syndromes, also called autoinflammatory syndromes, are characterized by relapsing fever and additional manifestations such as skin rashes, mucosal manifestations, or arthralgias. Some of these disorders present without fever but with the associated systemic manifestations. The responsible mutated genes have been identified for most of these disorders, which lead to the induction of the uncontrolled and excessive production of interleukin-1beta (IL-1beta). The inhibition of IL-1beta through IL-1 receptor antagonist or monoclonal antibody against IL-1beta is used with success in most of these diseases. In case of TNF-receptor associated periodic syndrome (TRAPS) and paediatric granulomatous arthritis (PGA), TNF-antagonists may also be used; in familial Mediterranean fever (FMF) colchicine remains the first choice.

Etude des effets du monoxyde d'azote (NO) sur le métabolisme des acides gras libres à partir d'un modèle de souris invalidée pour le gène de la NO synthase endothéliale

RESUME GENERAL Au cours de ces dernières années, le monoxyde d'azote (NO) produit par une famille d'enzymes, les NO synthases (NOS), est apparu comme un effecteur central dans la régulation du système cardiovasculaire et du métabolisme énergétique. Chez l'homme, un défaut de production du NO est associé à des maladies cardiovasculaires et métaboliques comme la résistance à l'insuline ou le diabète de type 2. Ces pathologies se retrouvent chez les souris invalidées pour la NO synthase endothéliale (eN0S-/-) qui présentent non seulement une hypertension mais également une résistance à l'insuline et une dyslipidémie (augmentation des triglycérides et des acides gras libres). Ces anomalies sont étroitement associées et impliquées dans le développement du diabète de type 2. Dans cette étude, nous avons essayé de déterminer à partir du modèle de souris eN0S-/-, l'influence de la eNOS et de son produit, le NO, sur la régulation du métabolisme lipidique intracellulaire. Ainsi, nous avons montré que cette enzyme et le NO régulent directement l'activité β-oxydative des mitochondries isolées du muscle squelettique, du muscle cardiaque et du tissu adipeux blanc. Par ailleurs, dans le muscle de ces souris, le contenu des mitochondries et l'expression des gènes impliqués dans leur biogénèse sont diminués, ce qui suggère que la eNOS et/ou le NO contrôlent également la synthèse de ces organelles. Les mitochondries, via la β-oxydation, sont impliquées dans la production d'énergie à partir des acides gras libres. Dans notre modèle animal, la diminution de la β-oxydation dans le muscle, s'accompagne d'une accumulation des triglycérides intramyocellulaires. Cette accumulation prédispose fortement au développement de la résistance à l'insuline. Les anomalies du métabolisme β-oxydatif favorisent donc probablement l'apparition de la dyslipidémie et le développement de la résistance à l'insuline observées chez les souris eN0S-/-. Cette hypothèse est soutenue par différentes études effectuées chez l'homme et l'animal qui suggèrent qu'une dysfonction mitochondriale peut être à l'origine de la résistance à l'insuline. Ces données récentes et les résultats de ce travail apportent un regard nouveau sur le rôle du NO dans le développement des maladies métaboliques que sont la résistance à l'insuline, le diabète de type 2 et l'obésité. Elles placent aux centres de ces mécanismes une organelle, la mitochondrie, située au carrefour des métabolismes glucidiques et lipidiques. SUMMARY Over the last years, nitric oxide (NO), synthesized by a family of enzymes, the NO synthases, has become a central regulator of the cardiovascular system and energy metabolism. In humans, defective NO production is found in cardiovascular and metabolic diseases such as insulin resistance or type 2 diabetes mellitus. These alterations are also found in knockout mice for the endothelial nitric oxide synthase (eN0S-/-), which are not only hypertensive but also display insulin resistance and dyslipidemia (with increased triglyceride and free fatty acid levels). These pathologic features are tightly linked and involved in the pathogenesis of type 2 DM. In this study, using eN0S-/- mice, we determined the role played by this enzyme and its product, NO, on intracellular lipid metabolism. We show that eNOS and NO directly regulate β-oxidation in mitochondria isolated from skeletal and cardiac muscle as well as white adipose tissue. Furthermore, in the skeletal muscle of these mice, the mitochondrial content and the expression of genes involved in mitochondrial biogenesis are decreased, suggesting that eNOS and/or NO also regulate the synthesis of this intracellular organelle. Mitochondria, through β-oxidation, play a role in energy production from free fatty acids. In our animal model, decreased β-oxidation in skeletal muscle is associated with accumulation of intramyocellular lipids. This increased lipid content plays an important role in the pathogenesis of insulin resistance. Defective β-oxidation, therefore, probably favours the development of insulin resistance and dyslipidemia as seen in these animals. This hypothesis is strengthened by studies in humans and animals indicating that mitochondrial dysfunction is associated with insulin resistance. These recent data and the results of this work provide evidence for a role of NO in the development of metabolic diseases such as insulin resistance or type diabetes mellitus. They put as a central player, an organelle, the mitochondria, which lies at the crossway of carbohydrate and lipid metabolism. RESUME DIDACTIQUE Le maintien des fonctions vitales et l'accomplissement d'une activité physique nécessitent, chez l'homme, un apport quotidien d'énergie. Cette énergie est présente, dans l'alimentation, principalement sous forme de graisses (lipides) ou de sucres. La production d'énergie s'effectue en majorité dans le muscle au niveau d'une organelle particulière, la mitochondrie. La régulation du métabolisme énergétique fait intervenir de nombreux facteurs de régulation dont l'un des plus connu est l'insuline. De nombreuses maladies comme le diabète de type 2, l'obésité ou le syndrome métabolique découlent de la dérégulation du métabolisme énergétique. Un mécanisme particulier, la résistance à l'insuline, qui se caractérise par un défaut d'action de l'insuline au niveau de ses tissus cibles (foie, muscle...) est souvent impliqué dans le développement de ces pathologies. L'étude de ces anomalies métaboliques nécessite l'utilisation de modèles, notamment animaux, qui ont la particularité de reproduire partiellement un état pathologique caractéristique de certaines maladies humaines. Dans ce travail, nous avons utilisé un modèle de souris dont la particularité est de ne pas exprimer une enzyme, la monoxyde d'azote (NO) synthase endothéliale (eNOS), responsable de la synthèse d'un gaz, le NO. Ces souris présentent une hypertension artérielle, des anomalies du métabolisme des lipides et une résistance à l'insuline. Or, de récents travaux effectués chez l'homme montrent que des individus insulino-résistants ou diabétiques de type 2 ont une diminution de la production de NO. Lors de nos investigations, nous avons démontré que la quantité et la capacité des mitochondries à utiliser les lipides comme substrat énergétique est diminuée dans les muscles des souris eN0S-/-. Par ailleurs, ces deux anomalies sont associées dans ce tissu à une accumulation des lipides. De façon très intéressante, ce phénomène est décrit dans de nombreuses études effectuées chez l'homme et l'animal comme favorisant le développement de la résistance à l'insuline. Les résultats de ce travail suggèrent donc que la eNOS et/ou le NO joue un rôle important dans l'activité et la synthèse des mitochondries. Le NO pourrait donc constituer une cible thérapeutique dans le traitement des maladies métaboliques.