Pellino3 targets RIP1 and regulates the pro-apoptotic effects of TNF-∝

Tumour necrosis factor-a (TNF) can activate NF-?B to induce pro-inflammatory genes but can also stimulate the caspase cascade to promote apoptosis. Here we show that deficiency of the ubiquitin E3 ligase, Pellino3, sensitizes cells to TNF-induced apoptosis without inhibiting the NF-?B pathway. Suppressed expression of Pellino3 leads to enhanced formation of the death-induced signalling complex, complex II, in response to TNF. We show that Pellino3 targets RIP1, in a TNF-dependent manner, to inhibit TNF-induced complex II formation and caspase 8-mediated cleavage of RIP1 in response to TNF/cycloheximide co-stimulation. Pellino3-deficient mice also show increased sensitivity to TNF-induced apoptosis and greatly increased lethality in response to TNF administration. These findings define Pellino3 as a novel regulator of TNF signalling and an important determining factor in dictating whether TNF induces cell survival or death.

Efficient Drug Delivery and Induction of Apoptosis in Colorectal Tumors Using a Death Receptor 5-Targeted Nanomedicine

Death Receptor 5 (DR5) is a pro-apoptotic cell-surface receptor that is a potential therapeutic target in cancer. Despite the potency of DR5-targeting agents in preclinical models, the translation of these effects into the clinic remains disappointing. Herein, we report an alternative approach to exploiting DR5 tumor expression using antibody-targeted, chemotherapy-loaded nanoparticles. We describe the development of an optimized polymer-based nanotherapeutic incorporating both a functionalized polyethylene glycol (PEG) layer and targeting antibodies to limit premature phagocytic clearance whilst enabling targeting of DR5-expressing tumor cells. Using the HCT116 colorectal cancer model, we show that following binding to DR5, the nanoparticles activate caspase 8, enhancing the anti-tumor activity of the camptothecin payload both in vitro and in vivo. Importantly, the combination of nanoparticle-induced DR5 clustering with camptothecin delivery overcomes resistance to DR5-induced apoptosis caused by loss of BAX or overexpression of anti-apoptotic FLIP. This novel approach may improve the clinical activity of DR5-targeted therapeutics while increasing tumor-specific delivery of systemically toxic chemotherapeutics.Molecular Therapy (2014); doi:10.1038/mt.2014.137.

HDAC Inhibition Overcomes Acute Resistance to MEK Inhibition in BRAF-Mutant Colorectal Cancer by Downregulation of c-FLIPL

Purpose: Activating mutations in the BRAF oncogene are found in 8% to 15% of colorectal cancer patients and have been associated with poor survival. In contrast with BRAF-mutant (MT) melanoma, inhibition of the MAPK pathway is ineffective in the majority of BRAFMT colorectal cancer patients. Therefore, identification of novel therapies for BRAFMT colorectal cancer is urgently needed.

Experimental Design: BRAFMT and wild-type (WT) colorectal cancer models were assessed in vitro and in vivo. Small-molecule inhibitors of MEK1/2, MET, and HDAC were used, overexpression and siRNA approaches were applied, and cell death was assessed by flow cytometry, Western blotting, cell viability, and caspase activity assays.

Results: Increased c-MET-STAT3 signaling was identified as a novel adaptive resistance mechanism to MEK inhibitors (MEKi) in BRAFMT colorectal cancer models in vitro and in vivo. Moreover, MEKi treatment resulted in acute increases in transcription of the endogenous caspase-8 inhibitor c-FLIPL in BRAFMT cells, but not in BRAFWT cells, and inhibition of STAT3 activity abrogated MEKi-induced c-FLIPL expression. In addition, treatment with c-FLIP–specific siRNA or HDAC inhibitors abrogated MEKi-induced upregulation of c-FLIPL expression and resulted in significant increases in MEKi-induced cell death in BRAFMT colorectal cancer cells. Notably, combined HDAC inhibitor/MEKi treatment resulted in dramatically attenuated tumor growth in BRAFMT xenografts.

Conclusions: Our findings indicate that c-MET/STAT3-dependent upregulation of c-FLIPL expression is an important escape mechanism following MEKi treatment in BRAFMT colorectal cancer. Thus, combinations of MEKi with inhibitors of c-MET or c-FLIP (e.g., HDAC inhibitors) could be potential novel treatment strategies for BRAFMT colorectal cancer.

Protein expression differences between lung adenocarcinoma and squamous cell carcinoma with brain metastasis

AIM: We investigated tissue biomarkers in non-small cell lung cancer (NSCLC) to find indicators of brain metastasis and peritumoral brain edema.

PATIENTS AND METHODS: Fifty-two cases were studied out of which 26 had corresponding brain metastatic tissue. Clinicopathological characteristics of tumors were correlated with biomarkers of cell adhesion, cell growth, cell cycle and apoptosis regulation that were previously immunohistochemically studied but never analyzed separately according to histological subgroups, gender and smoking history.

RESULTS: Increased collagen XVII in adenocarcinoma (ADC) and increased caspase-9, CD44v6, and decreased cellular apoptosis susceptibility protein (CAS) and Ki-67 in squamous cell carcinoma (SCC) correlated significantly with brain metastasis. Increased β-catenin, E-cadherin and decreased caspase-9 expression in primary SCC, and decreased CD44v6 expression in brain metastatic SCC tissues showed a significant correlation with the extent of peritumoral brain edema. Positive correlation between smoking and biomarker expression could be observed in metastatic ADCs with p16 and caspase-8, while-negative correlation was found in SCC without brain metastasis with caspase-3, and in SCC with brain metastasis with p27.

CONCLUSION: Our results highlight the importance of separate analysis of biomarker expression in histological subtypes of NSCLC.

The novel pyrrolo-1,5-benzoxazepine, PBOX-21, potentiates the apoptotic efficacy of STI571 (imatinib mesylate) in human chronic myeloid leukaemia cells

The Bcr-Abl kinase inhibitor, STI571, is the first line treatment for chronic myeloid leukaemia (CML), but the recent emergence of STI571 resistance has led to the examination of combination therapies. In this report, we describe how a novel non-toxic G1-arresting compound, pyrrolo-1,5-benzoxazepine (PBOX)-21, potentiates the apoptotic ability of STI571 in Bcr-Abl-positive CML cells. Co-treatment of CML cells with PBOX-21 and STI571 induced more apoptosis than either drug alone in parental (K562S and LAMA84) and STI571-resistant cells lines (K562R). This potentiation of apoptosis was specific to Bcr-Abl-positive leukaemia cells with no effect observed on Bcr-Abl-negative HL-60 acute myeloid leukaemia cells. Apoptosis induced by PBOX-21/STI571 resulted in activation of caspase-8, cleavage of PARP and Bcl-2, upregulation of the pro-apoptotic protein Bim and a downregulation of Bcr-Abl. Repression of proteins involved in Bcr-Abl transformation, the anti-apoptotic proteins Mcl-1 and Bcl-(XL) was also observed. The combined lack of an early change in mitochondrial membrane potential, release of cytochrome c and cleavage of pro-caspase-9 suggests that this pathway is not involved in the initiation of apoptosis by PBOX-21/STI571. Apoptosis was significantly reduced following pre-treatment with either the general caspase inhibitor Boc-FMK or the chymotrypsin-like serine protease inhibitor TPCK, but was completely abrogated following pre-treatment with a combination of these inhibitors. This demonstrates the important role for each of these protease families in this apoptotic pathway. In conclusion, our data highlights the potential of PBOX-21 in combination with STI571 as an effective therapy against CML.

The dual EGFR/HER2 inhibitor lapatinib synergistically enhances the antitumor activity of the histone deacetylase inhibitor panobinostat in colorectal cancer models

As key molecules that drive progression and chemoresistance in gastrointestinal cancers, epidermal growth factor receptor (EGFR) and HER2 have become efficacious drug targets in this setting. Lapatinib is an EGFR/HER2 kinase inhibitor suppressing signaling through the RAS/RAF/MEK (MAP/ERK kinase)/MAPK (mitogen-activated protein kinase) and PI3K (phosphoinositide 3-kinase)/AKT pathways. Histone deacetylase inhibitors (HDACi) are a novel class of agents that induce cell cycle arrest and apoptosis following the acetylation of histone and nonhistone proteins modulating gene expression and disrupting HSP90 function inducing the degradation of EGFR-pathway client proteins. This study sought to evaluate the therapeutic potential of combining lapatinib with the HDACi panobinostat in colorectal cancer (CRC) cell lines with varying EGFR/HER2 expression and KRAS/BRAF/PIK3CA mutations. Lapatinib and panobinostat exerted concentration-dependent antiproliferative effects in vitro (panobinostat range 7.2-30 nmol/L; lapatinib range 7.6-25.8 μmol/L). Combined lapatinib and panobinostat treatment interacted synergistically to inhibit the proliferation and colony formation in all CRC cell lines tested. Combination treatment resulted in rapid induction of apoptosis that coincided with increased DNA double-strand breaks, caspase-8 activation, and PARP cleavage. This was paralleled by decreased signaling through both the PI3K and MAPK pathways and increased downregulation of transcriptional targets including NF-κB1, IRAK1, and CCND1. Panobinostat treatment induced downregulation of EGFR, HER2, and HER3 mRNA and protein through transcriptional and posttranslational mechanisms. In the LoVo KRAS mutant CRC xenograft model, the combination showed greater antitumor activity than either agent alone, with no apparent increase in toxicity. Our results offer preclinical rationale warranting further clinical investigation combining HDACi with EGFR and HER2-targeted therapies for CRC treatment.

DED or alive: assembly and regulation of the death effector domain complexes.

Death effector domains (DEDs) are protein-protein interaction domains initially identified in proteins such as FADD, FLIP and caspase-8 involved in regulating apoptosis. Subsequently, these proteins have been shown to have important roles in regulating other forms of cell death, including necroptosis, and in regulating other important cellular processes, including autophagy and inflammation. Moreover, these proteins also have prominent roles in innate and adaptive immunity and during embryonic development. In this article, we review the various roles of DED-containing proteins and discuss recent developments in our understanding of DED complex formation and regulation. We also briefly discuss opportunities to therapeutically target DED complex formation in diseases such as cancer.

Abstract B64: The role of JAK1/2-STAT3 as acute resistance mechanism to MEK inhibition in BRAF mutant colorectal cancer.

Background: Oncogenic mutations in BRAF occur in 8% of patients with advanced colorectal cancer (CRC) and have been shown to correlate with poor prognosis. In contrast to BRAF mutant (MT) melanoma, where the BRAF inhibitor PLX4032 has shown significant increases in response rates and overall survival compared to standard Dacarbazine treatment, only minor responses to PLX4032 treatment have been reported in BRAFMT CRC. Clear understanding of the vulnerabilities of BRAFMT CRC is important, and identification of druggable targets uniquely required by BRAFMT CRC tumors has the potential to fill a gap in the therapeutic armamentarium of advanced CRC. The aim of this study was to identify novel resistance mechanisms to MAPK inhibition in BRAFMT CRC.

Methods: Paired BRAFMT/WT RKO and VACO432 CRC cell line models and non-isogenic BRAFMT LIM2405, WiDR and COLO205 CRC cells were used. Changes in protein expression/activity were assessed by Western Blotting. Interaction between MEK1/2 and JAK1/2 inhibition was assessed using the MTT cell viability assays and flow cytometry. Apoptosis was measured using Western blotting for PARP, cleaved caspase 3/8 and caspase 8, 3/7 activity assays.

Results: Treatment with MEK1/2 inhibitors AZD6244, GSK1120212, UO126 and PD98059 resulted in acute increases in STAT3 activity in the BRAFMT RKO and VACO432 cells but not in their BRAFWT clones and this was associated with increases in JAK2 activity. Inhibition of JAK/STAT3 activation using gene specific siRNA or small molecule inhibitors TG101348 or AZD1480, abrogated this survival response and resulted in significant increases in cell death when combined with MEK1/2 inhibitors AZD6244 or GSK1120212 in BRAFMT CRC cells. In addition, combination of MEK1/2 and JAK/STAT3 inhibition resulted in strong synergy with CI values between 0.3 and 0.7 in BRAFMT CRC cells.

Conclusions: We have identified JAK/STAT3 activation as an important escape mechanism for BRAFMT CRC following MEK1/2 inhibition. These data provide a strong rationale for further investigation of combination of MEK1/2 and JAK/STAT3 inhibition in BRAFMT in vivo models.

La calnexine: un élément clé dans l'apoptose chez la levure Schizosaccharomyces pombe.

La mort cellulaire programmée (PCD pour Programmed Cell Death) est un processus essentiel aux cellules. Le PCD a d’abord été caractérisé dans le développement cellulaire et peut être divisé en plusieurs groupes selon les caractéristiques observées. L’apoptose, un sous-groupe du PCD, est caractérisé par plusieurs distinctions morphologiques et signalétiques attribué tout d’abord aux organismes complexes pour son rôle dans le développement et dans le maintien de l’intégrité tissulaire. Depuis la dernière décennie, de nombreuses études font état de l’existence d’un programme apoptotique dans des organismes unicellulaires comme les levures. Ce programme apoptotique a surtout été étudié chez les levures Saccharomyces cerevisiae et Schizosaccharomyces pombe et partage certaines caractéristiques avec l’apoptose des mammifères. Par contre, l’apoptose associé aux levures est distinct à certains égards entre autre par l’absence de certains homologues présents chez les mammifères. L’intérêt au niveau de l’étude du phénomène apoptotique chez les levures est sans cesse grandissant par la facilité avec laquelle les levures peuvent être utilisées comme système modèle. L’apoptose peut être induit dans les cellules de différentes façons en réponse à des stimuli internes ou externes. L’accumulation de protéines mal repliées au niveau du réticulum endoplasmique (RE) causant un stress est un inducteur bien caractérisé de la voie apoptotique. La signalisation de l’apoptose dans un cas de stress au RE fait appel aux transducteurs des signaux de la voie du UPR ( Unfolded Protein Response). Récemment, il a été montré que la calnexine, une chaperone transmembranaire du RE connue et caractérisée surtout pour ses fonctions d’aide au repliement des protéines et au contrôle de qualité, joue un rôle dans la transduction du signal apoptotique en réponse au stress du RE chez mammifères. Le rôle de la calnexine dans ce cas consiste principalement en l’échafaudage pour le clivage par la caspase 8 de la protéine apoptotique Bap31. Nous avons tout d’abord démontré que le stress du RE et que la déficience en inositol, un précurseur essentiel de nombreuses molécules signalétiques, sont deux inducteurs de l’apoptose chez la levure S. pombe. Ces deux voies semblent induire l’apoptose par deux voies distinctes puisque seule la voie de la déficience en inositol induit l’apoptose de façon dépendante à la métacaspase Pca1p. La calnexine, essentielle à la viabilité chez la levure S. pombe, est impliquée dans ces deux phénomènes apoptotiques. L’apoptose induit par le stress du RE nécessite une version de la calnexine ancrée à la membrane du RE pour être optimal. De façon opposée, l’apoptose induit par une déficience en inositol nécessite la présence de la queue cytosolique ancrée à la membrane de la calnexine pour être retardé. Ces deux actions différentes imputables à une même protéine laisse croire à une double fonction pro et anti-apoptotique de celle-ci. Suite à la découverte de l’existence d’un clivage endogène de la calnexine en situation normale de croissance, un modèle a été élaboré expliquant les rôles distincts de la calnexine dans ces deux voies apoptotiques. Ce modèle fait état d’un rôle associé au clivage de la calnexine dans l’apoptose.

L’étude de l’interaction entre les chondrocytes et le collagène modifié par le 4-Hydroxynonénal : implication dans le développement de l’arthrose

OBJECTIF: Récemment, nous avons démontré que la modification du collagène type II (Col II) par le 4-hydroxynonénal (HNE), un produit de la peroxydation lipidique, est augmentée dans le cartilage arthrosique sans qu’on sache la signification de cette augmentation dans la pathogenèse de l’arthrose. L’objectif de cette étude vise à démontrer que cette modification affecte l’interaction chondrocytes/matrice extracellulaire (MEC) et en conséquence induit des changements phénotypiques et fonctionnels de ces cellules. METHODES: Des plaques de culture ont été préalablement cotées avec du Col II puis traitées avec du HNE (0.1-2 mM) excepté le puits contrôle. Les chondrocytes ont été ensuite ensemencés puis incubés pendant 48 heures. La viabilité des cellules est évaluée par le test MTT. Le Western blot est utilisé pour mesurer l’expression des molécules d’adhésion (l’ICAM-1 et l’intégrine α1β1), de la cyclooxygenase-2 (COX-2), du Col II ainsi que la phosphorylation de la p38 MAPK, ERK1/2 et NF-κB-p65. La RT-PCR en temps réel est utilisée pour mesurer l’expression de l’ARNm de l’ICAM-1, des intégrines α1β1, de la COX-2 et de la métalloprotéinases-13 (MMP-13). La détermination de l’expression de l’ICAM-1 à la surface des cellules est réalisée par cytométrie de flux. Des kits commerciaux ont servi pour mesurer le niveau de la MMP-13, de la prostaglandine E2 (PGE2), de l’activité de la caspase-8 et de la phosphorylation de la p38 MAPK, ERK1/2 et NF-κB-p65. RESULTATS: La modification du Col II par 0.2 mM HNE induit significativement l’expression des molécules d’adhésion telles que l’ICAM-1 et l’intégrine α1β1, de la MMP-13 sans avoir un effet sur la morphologie, la survie et le phénotype cellulaires. Nos résultats montrent aussi une forte augmentation de la phosphorylation de la p38 MAPK, d’ERK1/2 et de NF-κB-p65. Cependant, la modification du Col II par 2 mM HNE affecte la morphologie et la viabilité cellulaires et induit l’activité de la caspase-8. Elle inhibe fortement l’expression des integrines α1β1 et du Col II ainsi que la phosphorylation de l’ERK1/2 et de NF-κB-p65, mais par contre, induit significativement la production de la COX-2 et son produit la PGE2 ainsi que la phosphorylation de la p38 MAPK. Fait intéressant, le prétraitement des complexes HNE/Col II par 0.1 mM de carnosine empêche les changements phénotypiques et fonctionnels des chondrocytes. CONCLUSION : Ces nouveaux résultats suggèrent le rôle important de la modification du Col II par le HNE dans l’arthrose, en affectant le phénotype et le fonctionnement cellulaires des chondrocytes. La carnosine, par sa capacité de neutraliser le HNE, a révélé d’être un agent promoteur dans le traitement de l’arthrose.

Effet des changements du ratio alimentaire oméga-3/oméga-6 dans un modèle d’infarctus du myocarde reperfusé chez le rat

Une mort cellulaire par apoptose impliquant un processus inflammatoire est observée dans le système limbique, suite à un infarctus du myocarde. Les oméga-3 et ses métabolites, en plus de leurs propriétés bénéfiques pour le système cardiovasculaire, réduisent l’inflammation, contrairement aux oméga-6 qui sont plus pro-inflammatoires. Comme le métabolisme de ces deux acides gras essentiels impliquent les mêmes enzymes, le ratio alimentaire oméga-3/6 aurait donc des impacts importants sur l'état inflammatoire et ainsi indirectement sur l'apoptose. Conséquemment, cette étude a pour but d'évaluer l'effet de différents ratios oméga-3/6 sur la taille de l’infarctus, l’inflammation et l’apoptose dans le système limbique suite à un infarctus du myocarde. Des rats Sprague-Dawley ont été aléatoirement distribués dans trois groupes contenant des ratios 1:1, 1:5 et 5:1 oméga-3/6. Ils ont été nourris pendant 2 semaines, suivie d’une occlusion de l’artère coronaire gauche descendante pendant 40 minutes et d’une période de reperfusion (15 min et 24 h). De hauts ratios d’oméga-3 (5:1 et 1:1) diminuent significativement la taille de l’infarctus de 32 % et augmentent l’activité d’Akt, impliquée dans la voie cardioprotectrice RISK, comparativement au ratio 1:5. Ils diminuent aussi la concentration plasmatique de TNF-D. Dans le système limbique, l’activité de la caspase-3 est augmentée dans la région CA1, après 15 min, et dans les régions du CA1 et du gyrus dentelé (Gd), après 24 h, avec la diète 1:5 en comparaison aux diètes 1:1 et 5:1. L’activité enzymatique de la caspase-8 est augmentée dans le Gd, alors que dans le CA1, il y a une activité plus importante de la caspase-9 aux temps de reperfusion étudiés. Conclusion: Les diètes élevées en oméga-3/oméga-6 réduisent la taille de l'infarctus, l’inflammation et diminuent l’apoptose dans le système limbique après un infarctus du myocarde.

Étude de la fonction anti-apoptotique de la sous-unité R1 de la ribonucléotide réductase des virus de l’herpès simplex

L’élimination des cellules infectées par apoptose constitue un mécanisme de défense antivirale. Les virus de l’herpès simplex (HSV) de type 1 et 2 encodent des facteurs qui inhibent l’apoptose induite par la réponse antivirale. La sous-unité R1 de la ribonucléotide réductase d’HSV-2 (ICP10) possède une fonction anti-apoptotique qui protège les cellules épithéliales de l’apoptose induite par les récepteurs de mort en agissant en amont ou au niveau de l’activation de la procaspase-8. Puisqu’une infection avec un mutant HSV-1 déficient pour la R1 diminue la résistance des cellules infectées vis à vis du TNFα, il a été suggéré que la R1 d’HSV-1 (ICP6) pourrait posséder une fonction anti-apoptotique. Le but principal de cette thèse est d’étudier le mécanisme et le potentiel de la fonction anti-apoptotique de la R1 d’HSV-1 et de la R1 d'HSV-2. Dans une première étude, nous avons investigué le mécanisme de la fonction anti-apoptotique de la R1 d’HSV en utilisant le TNFα et le FasL, deux inducteurs des récepteurs de mort impliqués dans la réponse immune anti-HSV. Cette étude a permis d’obtenir trois principaux résultats concernant la fonction anti-apoptotique de la R1 d’HSV. Premièrement, la R1 d’HSV-1 inhibe l’apoptose induite par le TNFα et par le FasL aussi efficacement que la R1 d’HSV-2. Deuxièmement, la R1 d’HSV-1 est essentielle à l’inhibition de l’apoptose induite par le FasL. Troisièmement, la R1 d’HSV interagit constitutivement avec la procaspase-8 d’une manière qui inhibe la dimérisation et donc l’activation de la caspase-8. Ces résultats suggèrent qu’en plus d’inhiber l’apoptose induite par les récepteurs de mort la R1 d’HSV peut prévenir l’activation de la caspase-8 induite par d’autres stimuli pro-apoptotiques. Les ARN double-brins (ARNdb) constituant un intermédiaire de la transcription du génome des HSV et activant l’apoptose par une voie dépendante de la caspase-8, nous avons testé dans une seconde étude l’impact de la R1 d’HSV sur l’apoptose induite par l’acide polyriboinosinique : polyribocytidylique (poly(I:C)), un analogue synthétique des ARNdb. Ces travaux ont montré qu’une infection avec les HSV protège les cellules épithéliales de l’apoptose induite par le poly(I:C). La R1 d’HSV-1 joue un rôle majeur dans l’inhibition de l’activation de la caspase-8 induite par le poly(I:C). La R1 d’HSV interagit non seulement avec la procaspase-8 mais aussi avec RIP1 (receptor interacting protein 1). En interagissant avec RIP1, la R1 d’HSV-2 inhibe l’interaction entre RIP1 et TRIF (Toll/interleukine-1 receptor-domain-containing adapter-inducing interferon β), l’adaptateur du Toll-like receptor 3 qui est un détecteur d’ARNdb , laquelle est essentielle pour signaler l’apoptose induite par le poly(I:C) extracellulaire et la surexpression de TRIF. Ces travaux démontrent la capacité de la R1 d’HSV à inhiber l’apoptose induite par divers stimuli et ils ont permis de déterminer le mécanisme de l’activité anti-apoptotique de la R1 d’HSV. Très tôt durant l’infection, cFLIP, un inhibiteur cellulaire de la caspase-8, est dégradé alors que la R1 d’HSV s’accumule de manière concomitante. En interagissant avec la procapsase-8 et RIP1, la R1 d’HSV se comporte comme un inhibiteur viral de l’activation de la procaspase-8 inhibant l’apoptose induite par les récepteurs de mort et les détecteurs aux ARNdb.

Escherichia coli STb toxin induces apoptosis in intestinal epithelial cell lines

La toxine stable à la chaleur de type b (STb) est une des toxines produites par les souches Enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) impliquée dans le développement de la diarrhée. Une étude antérieure par Goncalves et al. (2009) a démontré que les cellules ayant internalisé la toxine STb démontraient une morphologie qui rappelle l’apoptose. Le changement du potentiel membranaire observé par Goncalves et al. (2009) nous a incité à vérifier la capacité de la toxine STb à induire l’apoptose des cellules HRT-18 et IEC-18 par la voie intrinsèque. Les cellules HRT-18 et IEC-18 ont été traitées avec de la toxine purifiée pour une durée de 24 heures puis ells ont été récoltées et examinées pour des caratéristiques de l’apoptose. L’activation des caspases-9 et -3, mais pas de la caspase-8, a été observée dans les deux lignées cellulaires à l’aide des substrats fluorescents spécifiques pour chaque caspase. L’ADN extrait des cellules HRT-18 et IEC-18 a révélé une fragmentation lorsque migré sur gel d’agarose. La condensation et la fragmentation des noyaux ont été observées en microscopie à fluorescence suite à une coloration de l’ADN au Hoechst 33342. Les indices apoptotiques des cellules HRT-18 et IEC-18 traitées avec des quantités croissantes de STb montrent une dose-réponse pour les deux lignées. L’activation de la caspase-9 est une indication que la voie intrinsèque de l’apoptose est activée dans les cellules HRT-18 et IEC-18. L’absence de l’activation de la caspase-8 démontre que la voie extrinsèque n’est pas impliquée dans la mort cellulaire médiée par STb.

Neuronal degeneration in streptozotocin induced diabetic rats: Effect of Aegle marmelose and pyridoxine in pancreatic cell proliferation and neuronal Surviva

This thesis Entitled Neuronal degeneration in streptozotocin induced diabetic rats: effect of aegle marmelose and pyridoxine in pancreatic B cell proliferation and neuronal survival. Diabetes mellitus, a chronic metabolic disorder results in neurological dysfunctions and structural changes in the CNS. Antioxidant therapy is a challenging but necessary dimension in the management of diabetes and neurodegenerative changes associated with it. Our results showed regional variation and imbalance in the expression pattern of dopaminergic receptor subtypes in diabetes and its role in imbalanced insulin signaling and glucose regulation. Disrupted dopaminergic signaling and increased hyperglycemic stress in diabetes contributed to the neuronal loss. Neuronal loss in diabetic rats mediated through the expression of pattern of GLUT-3, CREB, IGF-1, Akt-1, NF,B, second messengers- cAMP, cGMP, IP3 and activation of apoptotic factors factors- TNF-a,caspase-8. Disrupted dopaminergic receptor expressions and its signaling in pancreas contributed defective insulin secretion in diabetes. Activation of apoptotic factors- TNF- a,caspase-8 and defective functioning of neuronal survival factors, disrupted second messenger signaling modulated neuronal viability in diabetes. Hyperglycemic stress activated the expression of TNF-a,caspase-8, BAX and differential expression of anti oxidant enzymes- SOD and GPx in liver lead to apoptosis. Treatment of diabetic rats with insulin, Aegle marmelose and pyridoxine significantly reversed the altered dopaminergic neurotransmission, GLUT3, GLUT2, IGF-1 and second messenger signaling. Antihyperglycemic and antioxidant activity of Aegle marmelose and pyridoxine enhanced pancreatic B cell proliferation, increased insulin synthesis and secretion in diabetic rats. Thus our results conclude the neuroprotective and regenerating ability of Aegle marmelose and pyridoxine which in turn has a novel therapeutic role in the management of diabetes.

Cholinergic receptor subtypes functional regulation in spinal cord injured monoplegic rats

The present study deals with the Cholinergic Receptor subtypes functional regulation in spinal cord injured monoplegic rats: Effect of 5-HT GABA and bone marrow cells.Spinal cord injury causes permanent and irrevocable motor deficits and neurodegeneration. Disruption of the spinal cord leads to diminished transmission of descending control from the brain to motor neurons and ascending sensory information. Behavioural studies showed deficits in motor control and coordination in SCI rats. Cholinergic system plays an important role in SCI, the evaluation of which provides valuable insight on the underlying mechanisms of motor deficit that occur during SCI. The cholinergic transmission was studied by assessing the muscarinic and nicotinic receptors; cholinergic enzymes- ChAT and AChE; second messenger enzyme PLC; transcription factor CREB and second messengers - IP3, cAMP and cGMP. We observed a decrease in the cholinergic transmission in the brain and spinal cord of SCI rats. The disrupted cholinergic system is the indicative of motor deficit and neuronal degeneration in the spinal cord and brain regions. SCI mediated oxidative stress and apoptosis leads to neuronal degeneration in SCI rats. The decreased expression of anti oxidant enzymes – SOD, GPx and neuronal cell survival factors - BDNF, GDNF, IGF-1, Akt and cyclin D2 along with increased expression of apoptotic factors – Bax, caspase-8, TNFa and NF-kB augmented the neuronal degeneration in SCI condition. BMC administration in combination with 5-HT and GABA in SCI rats showed a reversal in the impaired cholinergic neurotransmission and reduced the oxidative stress and apoptosis. It also enhanced the expression of cell survival factors in the spinal cord region. In SCI rats treated with 5-HT and GABA, the transplanted BMC expressed NeuN confirming that 5-HT and GABA induced the differentiation and proliferation of BMC to neurons in the spinal cord. Neurotrophic factors and anti-apoptotic elements in SCI rats treated with 5-HT and GABA along with BMC rendered neuroprotective effects accompanied by improvement in behavioural deficits. This resulted in a significant reversal of altered cholinergic neurotransmission in SCI. The restorative and neuro protective effects of BMC in combination with 5-HT and GABA are of immense therapeutic significance in the clinical management of SCI.