Caractérisation de la pharmacocinétique suite à l’exposition multivoie au toluène, au n-hexane et au cyclohexane chez le rat

La contribution de l’inhalation et de la voie percutanée à l’exposition totale à des composés organiques volatils (COV) présents dans l’eau potable est une problématique qui suscite un intérêt grandissant en santé publique et au niveau réglementaire. Jusqu’à tout récemment, seule l’ingestion était considérée dans l’évaluation du risque des contaminants de l’eau. L’objectif de ce projet était de caractériser l’impact de l’exposition multivoie sur la pharmacocinétique et la dose interne de trois COV : le toluène (TOL), le n-hexane (HEX) et le cyclohexane (CYCLO). À cette fin, un modèle expérimental animal a été utilisé et un modèle toxicocinétique à base physiologique (TCBP) a été adapté pour le TOL. Des rats Sprague-Dawley ont été exposés par voies uniques (inhalation, orale et percutanée) ou simultanées (multivoie) aux solvants. Pour le TOL, les trois voies ont été expérimentées, alors que la voie percutanée n’a pas été retenue pour le HEX et le CYCLO. Des prélèvements sanguins ont permis de caractériser les cinétiques sanguines. Les niveaux sanguins, obtenus lors des expositions multivoies, étaient généralement plus élevés que la somme des niveaux associés aux expositions par voies uniques, fait illustré par le rapport des surfaces sous la courbe expérimentale versus les prédictions (TOL : 1,30 et 2,19 ; HEX : 1,55 ; CYCLO : 0,98 et 0,99). Le modèle TCBP prédit bien la cinétique du TOL lors d’expositions par voies uniques et par multivoies. Les données expérimentales obtenues suggèrent que la dose interne résultant d’une exposition multivoie ne peut pas toujours être prédite par la somme des doses internes obtenues lors d’expositions par voies uniques. Ce phénomène serait explicable par la saturation du métabolisme. La modélisation TCBP est un outil efficace pour l’estimation du risque relatif à l’exposition multivoie aux COV présents dans l’eau potable.

Modèles de dysfonction érectile chez le rat

Des modèles de dysfonction érectile (DE) ont été développés et étudiés chez le rat. Cependant, peu de choses sont connues dans certains modèles présentant des facteurs de risque de la DE, en l’occurrence le rat soumis à une diète riche en glucose, le rat avec une restriction de croissance intra-utérine (RCIU) et le rat avec l’infusion continue de l’angiotensine (Ang) II en ce qui concerne l’évaluation de la fonction érectile in vivo. C’est ainsi que nous nous sommes proposés cette étude. La fonction érectile a été mesurée par la stimulation électrique du nerf caverneux à des cohortes de rats mâles Sprague-Dawley de différents âges comme suit: 1) des rats jeunes de 12 semaines d’âge, adultes reproducteurs à la retraite d’environ 30 semaines d’âge et des rats de 27 et 29 semaines soumis à une diète riche en glucose par l’eau de breuvage (10%) à court (1 semaine), moyen (6 semaines) et long (12 ou 13 semaines) termes; 2) des rats jeunes âgés de 12 semaines recevant une infusion soit de l’Ang II (200ng/kg/min) soit de la saline par mini-pompes osmotiques sous-cutanées pendant 1 et 2 semaines; et 3) des rats adultes âgés de 36 semaines avec une RCIU. La fonction érectile a été représentée par des courbes de variations de pression intracaverneuse (PIC) et d’aire sous la courbe (ASC) normalisées avec la pression artérielle moyenne (PAM) en réponse à la stimulation nerveuse à différents volts. À la fin des expériences, les animaux ont été sacrifiés, le sang recueilli pour le dosage de la glycémie et de l’insulinémie; le pénis, l’aorte thoracique et le cœur prélevés à des fins d’analyses protéique et histologique. La diète riche en glucose à court terme a eu un effet néfaste sur la fonction érectile chez le jeune rat mais bénéfique chez le rat adulte reproducteur; de même que pour les études à long terme, la diète riche en glucose a amélioré ou renversé la DE associée au vieillissement. Les rats avec RCIU ont exhibé une baisse très significative de la fonction érectile. Ces détériorations ou améliorations de la fonction érectile avec le glucose ou dans la RCIU ont été principalement associées à des modifications de l’expression de l’Akt, en plus d’une augmentation de l’insuline sérique dans les groupes avec le glucose. L’Ang II a entraîné une baisse de la fonction érectile, statistiquement très significative après 1 semaine et maintenue après 2 semaines de traitement, sans causer des changements morphologiques au cœur et à l’aorte thoracique. En conclusion : l’atteinte du système érectile se fait précocement dans les complications cardiovasculaires liées à l’activation du SRA, l’implication de l’Akt dans la modulation de la fonction érectile dépend de type de vieillissement et de la diète, le RCIU est un facteur de risque pour la DE.

Réduction des dommages myocardiques par le célécoxib suite à une ischémie transitoire chez le rat

Cette étude a été conçue afin d’évaluer l’effet d’un pré-traitement à long terme au célécoxib sur la taille d’infarctus suite à un infarctus du myocarde. Sachant que le célécoxib est un anti-inflammatoire et que des dommages myocardiques peuvent découler des processus inflammatoires, l’inhibition de l’inflammation devrait hypothétiquement réduire la taille d’un éventuel infarctus. Pour ce faire, un traitement au célécoxib (3 mg/kg/jour i.p.) ou au véhicule (DMSO 50% ; EtOH 15% ; eau distillée) a été administré chroniquement pendant 28 jours à des rats mâles Sprague-Dawley (n=18 par groupe) par pompes osmotiques ALZET. Après avoir été anesthésiés, les animaux ont été sujets à l’occlusion de l’artère coronaire gauche descendante, suivie d’une période de reperfusion de 24 heures. Les résultats démontrent que la taille de l’infarctus des animaux traités au célécoxib est significativement réduite comparativement à celle du groupe témoin (37,5±2,5% versus 48,0±2,6% de la zone à risque, p < 0,05). Par la suite, l’accumulation de neutrophiles indique une hausse de ces leucocytes pour la zone ischémique, sans toutefois discriminer entre les groupes traité et non-traité, qui contenaient aussi les couches sub-endocardique et sous-épicardique. Cependant, aucune différence significative est notée entre les groupes traité et témoin au niveau de l’expression de la prostaglandine E2 plasmatique et du facteur de nécrose tumorale alpha. D’un autre côté, l’apoptose, déterminée par le ratio de Bax/Bcl2 et par un essai TUNEL est significativement réduite pour la couche sub-endocardique de la zone à risque des animaux traités au célécoxib. Enfin, l’agrégation plaquettaire, induite à l’adénosine diphosphate et analysée dans le sang complet, suggère que le célécoxib diminue l’agrégation plaquettaire. Cette étude indique alors qu’un pré-traitement au célécoxib peut réduire la taille d’infarctus par un mécanisme impliquant l’apoptose.

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.

Effet des probiotiques Lactobacillus helveticus RO052 et Bifidobacterium longum RO175 sur la dépression post-infarctus du myocarde chez le rat

Nous avons déjà démontré que les probiotiques réduisaient l'apoptose observée dans le système limbique après un infarctus du myocarde (IM), suggérant un rôle anti-dépresseur potentiel des probiotiques. Cette étude a été conçue pour déterminer si les probiotiques pouvaient atténuer le comportement dépressif observé après un infarctus du myocarde. Un autre objectif visait à démontrer qu’une altération de la barrière intestinale pourrait avoir lieu lors d’un IM et que les probiotiques pourraient empêcher cette altération de la perméabilité intestinale. Méthodes: Des rats mâles Sprague-Dawley ont reçu des probiotiques (1 milliard de cellules bactériennes vivantes de Lactobacillus helveticus R0052 et Bifidobacterium longum R0175) ou le véhicule tous les jours en dilution dans leur eau, débutant 1 semaine avant l'induction d'une ischémie myocardique. Un infarctus a ensuite été induit chez la moitié des rats, par l'occlusion de l'artère coronaire antérieure gauche (40 minutes) suivie d'une reperfusion. Les rats témoins, l'autre moitié de la cohorte, ont été soumis à la même procédure sans occlusion coronarienne. Une semaine après l'infarctus, les animaux ont été resoumis au traitement préalable jusqu'au moment du sacrifice. Le comportement dépressif a été évalué par trois tests soit: l'interaction sociale, le test de nage forcée et le test d'évitement passif. Résultats: Les résultats obtenus indiquent qu'en absence d'infarctus, les probiotiques n'ont pas d'effet significatif. Toutefois, en dépit de taille similaire IM, des rats traités avec des probiotiques, ont démontré davantage d'interactions sociales et une meilleure performance dans le test de nage forcée et d'évitement passif, comparativement à des rats du groupe IM sans probiotique (p<0,05). Conclusion: Les probiotiques atténuent le comportement dépressif observé après infarctus du myocarde par un mécanisme qui pourrait impliquer l'intégrité des intestins.

Alterations in brainstem a2 adrenoreceptor activity in pyridoxine-deficient rat model of hypertension

Moderate pyridoxine deficiency in adult male Sprague-Dawley rats results in significant hypertension, associated with a general sympathetic stimulation , including an increase in the turnover of norepinephrine in the heart. Treatment of these rats with pyridoxine reversed blood pressure to normal within 24 h. Treatment of pyridoxine-deficient rats with clonidine or x-methyl dihydroxyphenylalanine (x-methyl DOPA) also reduced the blood pressure of these animals to normal . There was also a significant increase in the Bma, of high and low affinity [3H]p-amino-clonidine binding to crude synaptosomal membrane preparations of the brain stem of deficient rats indicating chronic underexposure of)(, adrenoreceptors to endogenous norepinephrin.

Sympathetic Stimulation and Hypertension in the Pyridoxine-Deficient Adult Rat

Pyridoxal phosphate is the coenzyme of various decarboxylases involved in the formation of monoamine neurotransmitters such as y-aminobutyric acid , serotonin , dopamine, and norepinephrine . Adult male Sprague-Dawley rats placed on a pyridoxine -deficient diet for 8 weeks showed significant hypertension compared with pyridoxine -supplemented controls . Hypothalamic contents of pyridoxal phosphate , y-aminobutyric acid, and serotonin in the pyridoxine - deficient rats were significantly lower than those in pyridoxine -supplemented controls . Hypertension was associated with sympathetic stimulation . Treatment of pyridoxine-deficient rats with a single dose of pyridoxine (10 mg/kg body weight) reversed the blood pressure to normal levels within 24 hours, with concomitant restorations of hypothalamic serotonin and y-aminobutyric acid as well as the return of plasma norepinephrine and epinephrine to normal levels . Also, pyridoxine treatment reversed the hypothalamic hypothyroidism observed in pyridoxine -deficient rats . These results indicate an association between pyridoxine deficiency and sympathetic stimulation leading to hypertension.

Rat brain serotonin neurones that express neuronal nitric oxide synthase have increased sensitivity to the substituted amphetamine serotonin toxins 3,4-methylenedioxymethamphetamine and p-chloroamphetamine

Substituted amphetamines such as p-chloroamphetamine and the abused drug methylenedioxymethamphetamine cause selective destruction of serotonin axons in rats, by unknown mechanisms. Since some serotonin neurones also express neuronal nitric oxide synthase, which has been implicated in neurotoxicity, the present study was undertaken to determine whether nitric oxide synthase expressing serotonin neurones are selectively vulnerable to methylenedioxymethamphetamine or p-chloroamphetamine. Using double-labeling immunocytochemistry and double in situ hybridization for nitric oxide synthase and the serotonin transporter, it was confirmed that about two thirds of serotonergic cell bodies in the dorsal raphe nucleus expressed nitric oxide synthase, however few if any serotonin transporter immunoreactive axons in striatum expressed nitric oxide synthase at detectable levels. Methylenedioxymethamphetamine (30 mg/kg) or p-chloroamphetamine (2 x 10 mg/kg) was administered to Sprague-Dawley rats, and 7 days after drug administration there were modest decreases in the levels of serotonin transporter protein in frontal cortex, and striatum using Western blotting, even though axonal loss could be clearly seen by immunostaining. p-Chloroamphetamine or methylenedioxymethamphetamine administration did not alter the level of nitric oxide synthase in striatum or frontal cortex, determined by Western blotting. Analysis of serotonin neuronal cell bodies 7 days after p-chloroamphetamine treatment, revealed a net down-regulation of serotonin transporter mRNA levels, and a profound change in expression of nitric oxide synthase, with 33% of serotonin transporter mRNA positive cells containing nitric oxide synthase mRNA, compared with 65% in control animals. Altogether these results support the hypothesis that serotonin neurones which express nitric oxide synthase are most vulnerable to substituted amphetamine toxicity, supporting the concept that the selective vulnerability of serotonin neurones has a molecular basis.

Maternal adipose tissue response to nicotine administration in the pregnant rat: effects on fetal body fat and cellularity

1. Nicotine has been implicated as a causative factor in the intrauterine growth retardation associated with smoking in pregnancy. A study was set up to ascertain the effect of nicotine on fetal growth and whether this could be related to the actions of this drug on maternal adipose tissue metabolism. 2. Sprague-Dawley rats were mated and assigned to control and nicotine groups, the latter receiving nicotine in the drinking-water throughout pregnancy. Animals were weighed at regular intervals and killed on day 20 of pregnancy. Rates of maternal adipose tissue lipolysis and lipogenesis were measured. Fetal and placental weights were recorded and analysis of fetal body water, fat, protein and DNA carried out. 3. Weight gains of mothers in the nicotine group were less in the 1st and 2nd weeks of pregnancy, but similar to controls in the 3rd week. Fetal body-weights, DNA, protein and percentage water contents were similar in both groups. Mean fetal body fat (g/kg) was significantly higher in the nicotine group (96.2 (SE 5.1)) compared with controls (72.0 (SE 2.9)). Rates of maternal lipolysis were also higher in the nicotine group. 4. The cause of these differences and their effects on maternal and fetal well-being is discussed.

Ileal mucosal mast cell, eosinophil, and goblet cell populations during Hymenolepis diminuta infection of the rat

The population dynamics in the enteric connective tissues of eosinophils, mucosal mast cells (MMC), and in the mucosal epithelium of goblet cells were examined morphometrically in fixed ileal tissue of outbred Sprague Dawley rats during the first 32 days of infection with the tapeworm Hymenolepis diminuta. MMC and eosinophils were present in the lamina propria and submucosa; however, only eosinophils were also present in the muscularis externa. Eosinophilic infiltrate was first observed in the lamina propria at 15 days postinfection (dpi) and the numbers of eosinophils remained elevated through 32 dpi. Initial mucosal mastocytosis was detected on 6 dpi and MC numbers continued to rise over the study period without reaching a plateau. Goblet cell hyperplasia occurred only at 32 dpi. In contrast to some intestinal nematode infections where these same 3 cell types are associated with the host's expulsion responses, H. diminuta is not lost by a rapid host response in the outbred Sprague Dawley rat strain used in these experiments. We suggest that either the induction of hyperplasia of these host effector cells in ileum tissue during H. diminuta infection is not capable of triggering parasite rejection mechanisms, or the function of the induced hyperplasia is necessary for some as yet unassociated physiological or tissue architecture change in the host's intestine.

EFFECTS of DIURON on MALE RAT REPRODUCTIVE ORGANS: A DEVELOPMENTAL and POSTNATAL STUDY

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Evaluation of Carcinogenic Potential of Diuron in a Rat Mammary Two-Stage Carcinogenesis Model

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Inflammation-induced modulation of cellular galectin-1 and-3 expression in a model of rat peritonitis

Objective and design: To investigate the effect of galectin-1 (Gal-1) and -3 (Gal-3) on leukocyte migration and analyze the expression of both galectins in inflammatory cells using a model of rat peritonitis.Material or Subjects: Sprague-Dawley rats (n = 4 per group).Treatment: Peritonitis was induced in animals through intraperitoneal injection of carrageenin (1.5 mg/kg) and rat mesenteries were analyzed at different time points (0, 4, 24 and 48h). For pharmacological treatment, rats received intravenous injection of Gal-1 or -3 (3 mu g/kg) followed by carrageenin.Methods: Western blotting and immunoelectron microscopy analysis. Statistical analysis was performed using ANOVA followed by Bonferroni test.Results: Pharmacological treatment with Gal-1, but not Gal-3, inhibited (similar to 50%) leukocyte recruitment into the peritoneal cavity at 4h time-point. In this early phase, immunogold staining of mesenteries showed a diminished Gal-3 expression in degranulated mast cells and Gal-1 in transmigrated neutrophils (similar to 20% reduction compared to intravascular cells). In the later phases (24 and 48 h), leukocyte turnover was associated with augmented Gal-1 expression in neutrophils and macrophages and Gal-3 in mast cells and macrophages.Conclusions: These results point to a balanced expression of cell-associated-Gal-1/Gal-3 and might impact on the development of new therapeutic strategies for inflammatory diseases.

Different effects on rat arterial pressure and heart rate when losartan is injected into the third or fourth ventricle

Cardiovascular responses to central losartan (LOS), a non-peptide angiotensin II (ANG II) receptor antagonist, were investigated by comparing the effects of LOS injection into the 3rd and 4th cerebral ventricles (3rdV, 4thV) on mean arterial pressure (MAP) and heart rate (HR). Adult male Holtzman rats were used (N=6 animals per group). Average basal MAP and HR were 114±3 mmHg and 343±9 bpm (N=23), respectively. LOS (50, 100 or 200 nmol/2 μl) injected into the 3rdV induced pressor (peak of 25±3 mmHg) and tachycardic (peak of 60±25 bpm) responses. LOS injected into the 4thV had no effect on MAP, but it induced bradycardia (peak of -35±15 bpm). KCl (200 nmol/2 μl) injected into the 3rdV or into the 4thV had no effect on either MAP or HR compared to 0.9% saline injection. The results indicate that LOS injected into the third ventricle acts on forebrain structures to induce its pressor and tachycardic effects and that bradycardia, likely dependent on hindbrain structures, is obtained when LOS is injected into the fourth ventricle.

Recent mouse and rat methods for the study of experimental oral candidiasis

The Candida genus expresses virulence factors that, when combined with immunosuppression and other risk factors, can cause different manifestations of oral candidiasis. The treatment of mucosal infections caused by Candida and the elucidation of the disease process have proven challenging. Therefore, the study of experimentally induced oral candidiasis in rats and mice is useful to clarify the etiopathology of this condition, improve diagnosis, and search for new therapeutic options because the disease process in these animals is similar to that of human candidiasis lesions. Here, we describe and discuss new studies involving rat and mouse models of oral candidiasis with respect to methods for inducing experimental infection, methods for evaluating the development of experimental candidiasis, and new treatment strategies for oral candidiasis. © 2013 Landes Bioscience.