Immunological and biochemical parameters of patients with metabolic syndrome and the participation of oxidative and nitroactive stress

Metabolic syndrome (MS) is a multifactorial disease involving inflammatory activity and endothelial dysfunction. The aim of the present study was to evaluate the relationship between the changes in lipoperoxidation, in immunological and biochemical parameters and nitric oxide metabolite (NOx) levels in MS patients. Fifty patients with MS (4 males/46 females) and 50 controls (3 males/47 females) were studied. Compared to control (Mann-Whitney test), MS patients presented higher serum levels (P < 0.05) of fibrinogen: 314 (185-489) vs 262 (188-314) mg/dL, C-reactive protein (CRP): 7.80 (1.10-46.50) vs 0.70 (0.16-5.20) mg/dL, interleukin-6: 3.96 (3.04-28.18) vs 3.33 (2.55-9.63) pg/mL, uric acid: 5.45 (3.15-9.65) vs 3.81 (2.70-5.90) mg/dL, and hydroperoxides: 20,689 (19,076-67,182) vs 18,636 (15,926-19,731) cpm. In contrast, they presented lower (P < 0.05) adiponectin: 7.11 (3.19-18.22) vs 12.31 (9.11-27.27) µg/mL, and NOx levels: 5.69 (2.36-8.18) vs 6.72 (5.14-12.43) µM. NOx was inversely associated (Spearman’s rank correlation) with body mass index (r = -0.2858, P = 0.0191), insulin resistance determined by the homeostasis model assessment (r = -0.2530, P = 0.0315), CRP (r = -0.2843, P = 0.0171) and fibrinogen (r = -0.2464, P = 0.0413), and positively correlated with hydroperoxides (r = 0.2506, P = 0.0408). In conclusion, NOx levels are associated with obesity, insulin resistance, oxidative stress, and inflammatory markers. The high uric acid levels together with reactive oxygen species generation may be responsible for the reduced NO levels, which in turn lead to endothelial dysfunction. The elevated plasma chemiluminescence reflecting both increased plasma oxidation and reduced antioxidant capacity may play a role in the MS mechanism.

Prevalence of metabolic syndrome and its association with educational inequalities among Brazilian adults: a population-based study

The present study estimated the prevalence of metabolic syndrome (MS) according to the criteria established by the National Cholesterol Education Program-Adult Treatment Panel III (NCEP-ATPIII) and the International Diabetes Federation (IDF) and analyzed the contribution of social factors in an adult urban population in the Southeastern region of Brazil. The sample plan was based on multistage probability sampling according to family head income and educational level. A random sample of 1116 subjects aged 30 to 79 years was studied. Participants answered a questionnaire about socio-demographic variables and medical history. Fasting capillary glucose (FCG), total cholesterol, high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C), and triglycerides were determined and all non-diabetic subjects were submitted to the 75-g oral glucose tolerance test. Body mass index (BMI, kg/m²), waist circumference and blood pressure (BP) were determined. Age- and gender-adjusted prevalence of MS was 35.9 and 43.2% according to NCEP-ATPIII and IDF criteria, respectively. Substantial agreement was found between NCEP-ATPIII and IDF definitions. Low HDL-C levels and high BP were the most prevalent MS components according to NCEP-ATPIII criteria (76.3 and 59.2%, respectively). Considering the diagnostic criteria adopted, 13.5% of the subjects had diabetes and 9.7% had FCG ≥100 mg/dL. MS prevalence was significantly associated with age, skin color, BMI, and educational level. This cross-sectional population-based study in the Southeastern region of Brazil indicates that MS is highly prevalent and associated with an important social indicator, i.e., educational level. This result suggests that in developing countries health policy planning to reduce the risk of MS, in particular, should consider improvement in education.

Exercise training prevents increased intraocular pressure and sympathetic vascular modulation in an experimental model of metabolic syndrome

The present study aimed to study the effects of exercise training (ET) performed by rats on a 10-week high-fructose diet on metabolic, hemodynamic, and autonomic changes, as well as intraocular pressure (IOP). Male Wistar rats receiving fructose overload in drinking water (100 g/L) were concomitantly trained on a treadmill for 10 weeks (FT group) or kept sedentary (F group), and a control group (C) was kept in normal laboratory conditions. The metabolic evaluation comprised the Lee index, glycemia, and insulin tolerance test (KITT). Arterial pressure (AP) was measured directly, and systolic AP variability was performed to determine peripheral autonomic modulation. ET attenuated impaired metabolic parameters, AP, IOP, and ocular perfusion pressure (OPP) induced by fructose overload (FT vs F). The increase in peripheral sympathetic modulation in F rats, demonstrated by systolic AP variance and low frequency (LF) band (F: 37±2, 6.6±0.3 vs C: 26±3, 3.6±0.5 mmHg2), was prevented by ET (FT: 29±3, 3.4±0.7 mmHg2). Positive correlations were found between the LF band and right IOP (r=0.57, P=0.01) and left IOP (r=0.64, P=0.003). Negative correlations were noted between KITT values and right IOP (r=-0.55, P=0.01) and left IOP (r=-0.62, P=0.005). ET in rats effectively prevented metabolic abnormalities and AP and IOP increases promoted by a high-fructose diet. In addition, ocular benefits triggered by exercise training were associated with peripheral autonomic improvement.

Prevalence of metabolic syndrome and its associated factors in renal transplant recipients

INTRODUCTION: The population of patients undergoing renal transplantation is considered at highrisk for developing obesity and changes in lipid and glucose metabolism, due to the use of immunosuppressive drugs and increased food freedom in the post-transplant period. OBJECTIVE: This study was designed to assess the prevalence of metabolic syndrome in renal transplant recipients and to identify factors associated with its occurrence. METHODS: A cross-sectional study was performed in renal transplant patients, with more than six months of follow-up. The metabolic syndrome was diagnosed according to the criteria of the National Cholesterol Education Program Adult Treatment Panel III. RESULTS: Among the 87 pa- tients enrolled, 39 (44.8%) presented the phenotype of metabolic syndrome. The mean age of the patients was 43.5 ± 12.1 years-old, with a predominance of male (69.0%) and white (66.7%). The mean and median times of post transplant follow-up were 64.2 ± 49.4 and 56 months, respectively. All the 12 patients who developed post-transplant diabetes mellitus also met the criteria for metabolic syndrome, which compromised the inclusion of this variable in the logistic regression. In the univariate analysis, patients with metabolic syndrome had higher mean age (p = 0.008), higher median blood level of cyclosporine (p = 0.021), higher prevalence of history of coronary disease (p = 0.023), and they were more frequent users of beta (p = 0.011) and calcium- channel blockers (p = 0.039). In the multivariate analysis, age (HR = 1.06; 95% CI=1.01-1.11, p=0.006) and use of beta-blockers (HR = 4.02; 95% CI = 1.41 - 11.4, p = 0.009) were asso- ciated with increased risk of metabolic syndrome. CONCLUSION: Metabolic syndrome was highly prevalent in the population of renal trans- plant recipients studied, and it was associated with older age, use of beta-blockers, and post-transplant diabetes mellitus.

Weight loss improves renal hemodynamics in patients with metabolic syndrome

OBJECTIVE: We investigated the impact of weight loss on urinary albumin excretion (UAE) and creatinine clearance in obese patients with metabolic syndrome. METHODS: Thirty-five obese patients undertook a 12-week calorie-restricted diet. The patients underwent a metabolic (oral glucose tolerance test, plasma lipids, and uric acid) and renal hemodynamic evaluations (creatinine clearance and urinary albumin excretion) before (phase 1), and after the 12-week diet (phase 2). RESULTS: After the dietary intervention, the subjects were divided into two groups: patients who achieved the target weight reduction (R: responders, n = 14), and patients who did not (NR: non-responders, n = 21). The patients in Group R showed an improvement in lipid profile, a decrease in UAE (median = 162.5 mg/24 hours, range: 0.8 to 292 mg/24 hours, at phase 1 versus 10.4 mg/24 hours, range: 1.6 to 22.4 mg/24 hours, at phase 2), and a significant reduction in creatinine clearance (121.4 ± 66.5 mL/min. in phase 1 to 92.9 ± 35.6 mL/min. at the end of phase 2, p = 0.001). In Group NR, no statistically significant differences were observed between phases 1 and 2. CONCLUSION: Body weight reduction has a positive impact on renal hemodynamics, decreasing urinary albumin excretion as well as glomerular hyperfiltration in obese patients with metabolic syndrome.

Immunosupressive therapy in children with steroid-resistant nephrotic syndrome: single center experience

INTODUCTION: Nephrotic syndrome is one of the most frequent glomerular diseases among children, and steroid therapy remains as the treatment choice. In spite of this, 10 to 15% of the patients are steroidresistant, and the best therapy for such cases has never been defined. Mycophenolate acid (MA) is one of the treatments used in such situations. OBJECTIVE: To describe the clinical behavior of children diagnosed with steroid-resistant nephrotic syndrome (SRNS) and to assess the therapeutic response to MA. METHODS: This was a retrospective and descriptive study. RESULTS: 26 clinical records of patients with SRNS; 70% male and 30% female. All patients underwent kidney biopsies, which showed a predominance of focal segmental glomerulosclerosis (FSGS). The immunosuppresive drugs used were: Mycophenolate mofetil (MMF) 100%, Cyclosporine 69.2%, Cyclophosphamide 23.1%, and Rituximab 23%. One month after treatment initiation with MMF 61.5% achieved remission. The median of relapses per year for the patients was 3 (p25: 2.75 - p75: 4). This median became 1 (p25: 1 - p75: 3.25) after using this medication (p = 0.08). Furthermore, prior to the start of the MMF treatment, the median of the steroid dose was 1 (p25: 0.5- p75: 1.62) mg/k/day. After using MMF, this median became 0.07 (p25: 0 - p75: 0.55) mg/k/day (p < 0.001), in 8 patients prednisolone was stopped. CONCLUSION: In our experience, treatment with MMF showed positive results such as decrease in the frequency of relapses, less proteinuria, and reduction in the dose of steroids administered without deterioration of glomerular filtration rates. However, more studies are needed to assess efficacy, safety, and optimal dosage.

Report of four cases of Bardet-Biedl syndrome

Bardet-Biedl syndrome is rare. Although its diagnosis depends on cardinal clinical manifestations which appear in childhood, we report four cases of Bardet-Biedl syndrome lately diagnosed in a dialysis center. Three cases were diagnosed in end-stage renal disease patients when they started maintenance hemodialysis, and one case was diagnosed through screening among hemodialysis patients' relatives. Although pediatricians have more opportunity to diagnose the syndrome, nephrologists are important during the treatment, since renal failure is the main cause of death among Bardet-Biedl syndrome patients. Moreover, late diagnosis of the syndrome among patients with end-stage renal disease can help to detect new cases through the screening among hemodialysis patients' relatives.

Development of a bovine adenovirus type 2-based gene delivery vector /

ABSTRACT Recombinant adenoviruses are currently under intense investigation as potential gene delivery and gene expression vectors with applications in human and veterinary medicine. As part of our efforts to develop a bovine adenovirus type 2 (BAV2) based vector system, the nucleotide sequence of BAV2 was determined. Sixty-six open reading frames (ORFs) were found with the potential to encode polypeptides that were at least 50 amino acid (aa) residue long. Thirty-one of the BAV2 polypeptide sequences were found to share homology to already identified adenovirus proteins. The arrangement of the genes revealed that the BAV2 genomic organization closely resembles that of well-characterized human adenoviruses. In the course of this study, continuous propagation of BAV2 over many generations in cell culture resulted in the isolation of a BAV2 spontaneous mutant in which the E3 region was deleted. Restriction enzyme, sequencing and PCR analyses produced concordant results that precisely located the deletion and revealed that its size was exactly 1299 bp. The E3-deleted virus was plaque-purified and further propagated in cell culture. It appeared that the replication of such a virus lacking a portion of the E3 region was not affected, at least in cell culture. Attempts to rescue a recombinant BAV2 virus with the bacterial kanamycin resistance gene in the E3 region yielded a candidate as verified with extensive Southern blotting and PCR analyses. Attempts to purify the recombinant virus were not successful, suggesting that such recombinant BAV2 was helper-dependent. Ten clones containing full-length BAV2 genomes in a pWE15 cosmid vector were constructed. The infectivity of these constructs was tested by using different transfection methods. The BAV2 genomic clones did appear to be infectious only after extended incubation period. This may be due to limitations of various transfection methods tested, or biological differences between virus- and E. co//-derived BAV2 DNA.

The mechanism of the regulation of energy distribution between photosystems 1 and 2 in the cyanobacterium Synechococcus sp. strain PCC 7002 /

Cyanobacteria are able to regulate the distribution of absorbed light energy between photo systems 1 and 2 in response to light conditions. The mechanism of this regulation (the state transition) was investigated in the marine cyanobacterium Synechococcus sp. strain PCC 7002. Three cell types were used: the wild type, psaL mutant (deletion of a photo system 1 subunit thought to be involved in photo system 1 trimerization) and the apcD mutant (a deletion of a phycobilisome subunit thought to be responsible for energy transfer to photo system 1). Evidence from 77K fluorescence emission spectroscopy, room temperature fluorescence and absorption cross-section measurements were used to determine a model of energy distribution from the phycobilisome and chlorophyll antennas in state 1 and state 2. The data confirm that in state 1 the phycobilisome is primarily attached to PS2. In state 2, a portion of the phycobilisome absorbed light energy is redistributed to photo system 1. This energy is directly transferred to photo system 1 by one of the phycobilisome terminal emitters, the product of the apcD gene, rather than via the photo system 2 chlorophyll antenna by spillover (energy transfer between the photo system 2 and photo system 1 chlorophyll antenna). The data also show that energy absorbed by the photo system 2 chlorophyll antenna is redistributed to photo system 1 in state 2. This could occur in one of two ways; by spillover or in a way analogous to higher plants where a segment of the chlorophyll antenna is dissociated from photo system 2 and becomes part of the photo system 1 antenna. The presence of energy transfer between neighbouring photo system 2 antennae was determined at both the phycobilisome and chlorophyll level, in states 1 and 2. Increases in antenna absorption cross-section with increasing reaction center closure showed that there is energy transfer (connectivity) between photosystem 2 antennas. No significant difference was shown in the amount of connectivity under these four conditions.

Caractérisation et étude d'un élément régulateur du gène codant pour le récepteur à la vasopressine de type 2

Thèse réalisée en cotutelle avec l'Université Pierre et Marie Curie, Paris VI, France

Rôles physiopathologiques du complément dans le syndrome coronarien aigu et implications thérapeutiques

Les efforts investis pour diminuer les risques de développer un infarctus du myocarde sont nombreux. Aujourd’hui les médecins prennent connaissance des divers facteurs de risque connus prédisposant aux syndromes coronariens aigus (SCA) dans le but de prendre en charge les patients «à risque» [1]. Bien que le suivi rigoureux et le contrôle de certains facteurs de risque modifiables aient permis une meilleure gestion des cas de SCA, les cas d’infarctus persistent de manière encore trop fréquente dans le monde. Puisque d’importantes études ont démontré que les SCA pouvaient survenir sans même la présence des facteurs de risque conventionnels [2, 3], les chercheurs se sont penchés sur un autre mécanisme potentiellement responsable de l’avènement des SCA : l’inflammation. L’inflammation joue un rôle prépondérant dans l’initiation, la progression et les complications de l’athérosclérose [4, 5] mais aussi dans les situations post-infarctus [6, 7]. Au cours des dernières années, le contrôle du processus inflammatoire est devenu une cible de choix dans la prévention et le traitement des SCA. Cependant, malgré les efforts investis, aucun de ces traitements ne s’est avéré pleinement efficace dans l’atteinte du but ultime visé par une diminution de l’inflammation : la diminution de la mortalité. Le complément est un système complexe reconnu principalement pour son rôle primordial dans l’immunité [2]. Cependant, lorsqu’il est activé de manière inappropriée ou excessive, il peut être à l’origine de nombreux dommages cellulaires caractéristiques de plusieurs pathologies inflammatoires dont font partie les complications de l’athérosclérose et des événements post-infarctus. Le travail effectué dans le cadre de mon doctorat vise à établir les rôles physiopathologiques du complément dans les interactions de l’axe thrombose-inflammation caractéristiques des SCA dans le but ultime d’identifier des cibles thérapeutiques permettant le développement de nouvelles approches pour la prévention et le traitement de ces pathologies. Les principaux résultats obtenus durant mon cursus suggèrent d’abord que la voie alterne du complément peut représenter une cible thérapeutique de choix dans les maladies coronariennes aiguës puisque l’activation terminale du complément semble y être principalement causée par l’activation du cette voie. De faibles niveaux sériques de MBL (mannan-binding lectin) et une activation terminale négligeable du complément caractérisent plutôt la maladie coronarienne stable. En comparant l’activité relative de chacune des voies du complément chez des cohortes de patients traités ou non par un anticorps spécifique à la protéine C5 du complément (pexelizumab), un second volet démontre quant à lui qu’une inhibition de l’activation du C5 n’a pas d’effet bénéfique majeur sur l’inhibition de la formation du complexe sC5b-9 ou sur les événements cliniques subséquents. Par conséquent, nous avons exploré, à l’aide d’un modèle in vitro, les raisons de l’inefficacité du traitement. Les résultats révèlent que le blocage du C5 avec le pexelizumab inhibe la production de l’anaphylatoxine pro-inflammatoire C5a et du complexe terminal du complément sans toutefois avoir d’effet sur l’apoptose des cellules endothéliales produites induite par le sérum des patients atteints de STEMI. Finalement, une autre section stipule que l’atorvastatine diminue l’activation du complément induite par les plaquettes sanguines chez des patients hypercholestérolémiques, mettant en évidence l’importance du rôle de cette statine dans la réduction des effets délétères de l’activation du système du complément médié par les plaquettes. Ensemble, l’étude du rôle spécifique des différentes voies d’activation du complément dans des contextes pathologiques variés, l’analyse des effets d’une inhibition spécifique de la protéine C5 du complément dans la progression des SCA et la mise en évidence des interactions entre l’activation du complément et les plaquettes activées ont contribué au développement d’une meilleure connaissance des rôles physiopathologiques du complément dans la progression de la maladie coronarienne.

Deletion of the RNR4 gene causes hyperresistance to the carcinogen 4-NQO in the yeast model

La stabilité génomique, qui est essentielle à la vie, est possible grâce à la réplication et la réparation de l’ADN. Une des enzymes responsables de la réplication et de la réparation de l’ADN est la ribonucleotide reductase (RNR), qui est retrouvée chez la levure et chez l’humain. Cette enzyme catalyse la formation de déoxyribonucléotides et maintien le pool de dNTP requis pour la réparation et la réplication de l’ADN. L’enzyme RNR est un tétramère α2β2 constitué d’une grande (R1, α2) et d’une petite (R2, β2) sous-unité. Chez S. cerevisiae, les gènes RNR1 et RNR3 encodent la sous-unité α2 (R1). L’activité catalytique de RNR dépend d’une interaction avec le fer et de la formation d’un complexe entre R1 et R2. L’expression de toutes les sous-unités est inductible par les dommages causés à l’ADN. Dans cette étude, nous démontrons que des cellules qui n’expriment pas une des sous-unités, Rnr4, du complexe RNR sont sensibles à divers agents endommageant l’ADN, tels que le méthyl méthane sulfonate, la bléomycine, le péroxyde d’hydrogène et les rayons ultraviolets (UVC 254 nm). Au contraire, le mutant est résistant au 4-nitroquinoline-1- oxide (4-NQO), un composé qui engendre des lésions encombrantes. Par conséquent, le mutant rnr4Δ démontre une réduction marquée en mutations induites par le 4-NQO comparativement à la souche parentale. Nous voulions identifier la voie de réparation de l’ADN qui conférait cette résistance au 4-NQO ainsi que les protéines impliquées. Les voies BER, NER et MMR n’ont pas aboli la résistance au 4-NQO de la souche rnr4Δ. La protéine recombinante Rad51 ne joue pas un rôle critique dans la réparation de l’ADN et dans la résistance au 4-NQO. La délétion du gène REV3, qui encode une polymérase de contournement, impliquée dans la réparation post-réplication, a partiellement aboli la résistance au 4-NQO dans rnr4Δ. Ces résultats suggèrent que la polymérase Rev3 et possiblement d’autres polymérases translésion (Rev1, Rev7, Rad30) pourraient être impliquées dans la réparation de lésions encombrantes dans l’ADN dans des conditions de carence en dNTP. La réparation de l’ADN, un mécanisme complexe chez la levure, implique une vaste gamme de protéines, dont certaines encore inconnues. Nos résultats indiquent qu’il y aurait plus qu’une protéine impliquée dans la résistance au 4-NQO. Des investigations plus approfondies seront nécessaires afin de comprendre la recombinaison et la réparation post-réplication.

Syndrome inflammatoire chez les schizophrènes toxicomanes

La schizophrénie est une maladie mentale grave qui présente une comorbidité fréquente avec la toxicomanie et avec divers troubles immunitaires. Une méta-analyse réalisée récemment dans notre laboratoire a montré une augmentation d’IL-6 (une cytokine pro-inflammatoire), du récepteur soluble d’IL-2 (un marqueur d’activation du système immunitaire), et d’IL-1RA (une cytokine anti-inflammatoire) dans la schizophrénie, suggérant l’existence d’un syndrome inflammatoire dans cette maladie. La toxicomanie aussi est associée au dérèglement du réseau des cytokines inflammatoires, mais les effets dépendent du type de drogues et ils sont parfois diamétralement opposés. On dispose encore de peu d’informations sur le statut immunitaire et inflammatoire des patients qui ont un double diagnostic de schizophrénie et de toxicomanie. Le but de ce travail était d’explorer l’existence d’un état inflammatoire systémique chez les patients schizophrènes et toxicomanes, et l’influence du traitement avec un médicament antipsychotique atypique, la quétiapine. Les objectifs spécifiques étaient : 1) Mesurer les concentrations plasmatiques des cytokines inflammatoires chez les schizophrènes et toxicomanes avant, pendant et après traitement avec la quétiapine ; et 2) Faire des études de corrélations entre les taux de cytokines, les symptômes cliniques, et la consommation de drogues. Les résultats montrent que comparativement aux contrôles normaux, les patients avec un double diagnostic présentent une augmentation d’IL-6, d’IL-1RA, du sIL-2R et d’IL-8 avant traitement à la quétiapine. Les augmentations des concentrations plasmatiques d’IL-1RA sont particulièrement importantes chez les patients avec double diagnostic, si on les compare à celles publiées chez les schizophrènes sans toxicomanie. Le traitement à la quétiapine n’influence pas les concentrations plasmatiques de ces cytokines, sauf sIL-2R qui augmente davantage au cours du traitement. Des corrélations positives de puissance modérée sont retrouvées entre IL-6 et dépression, IL-6 et alcool, IL-1RA et cognition, IL-8 et dépression, IL-8 et alcool, sIL-2R et cannabis. Notre étude révèle que la réponse inflammatoire est activée chez les schizophrènes et toxicomanes. De plus, la toxicomanie semble jouer un rôle facilitant ou potentialisateur dans les augmentations des taux circulants d’IL-1RA. Les études en cours sur différentes populations de schizophrènes avec ou sans toxicomanie, et chez des toxicomanes non schizophrènes permettront de préciser le rôle des différentes drogues d’abus dans le syndrome inflammatoire chez les schizophrènes, ainsi que les implications de ce syndrome sur le plan clinique et thérapeutique.

Rôle de l’extrémité C-terminale dans l’expression du canal calcique Cav1.2 à la membrane plasmique

Le canal calcique de type L, Cav1.2, joue un rôle clé dans le couplage excitation-contraction des myocytes ventriculaires. Il a été montré que la sous-unité Cavα1 était sujette à l’épissage alternatif et que ce phénomène pouvait mener à une protéine tronquée en C-terminal au niveau de l’exon 45 (Liao, Yong et al. 2005). D’autres groupes ont étudié différentes délétions au niveau de l’extrémité C-terminale (De Jongh, Warner et al. 1991; Gao, Cuadra et al. 2001). Les courants mesurés dans la configuration cellule entière, était significativement plus grands que le canal « pleine longueur ». Nous avons décidé de tester certaines de ces délétions (ΔC2030, ΔC1935, ΔC1856, ΔC1733, ΔC1700) en présence ou en absence de la sous-unité auxiliaire Cavβ3, susceptible d’interagir avec l’extrémité C-terminale de la sous-unité Cavα1 par l’intermédiaire de son domaine SH3 (Lao, Kobrinsky et al. 2008). Les résultats obtenus dans les ovocytes de Xénope ont mis en évidence que les sous-unités Cavα1.2 tronquées montraient des courants globaux plus élevés que le canal « pleine longueur » en présence de la sous-unité auxiliaire Cavβ3 et que les sous-unités Cavα1.2 tronquées donnaient des courants en absence de la sous-unité Cavβ3 contrairement à la sous-unité Cavα1.2 « pleine longueur ». Afin de vérifier si l’augmentation des courants macroscopiques était le résultat d’une augmentation du nombre de sous-unités Cavα1.2 à la membrane, nous avons choisi de quantifier la fluorescence spécifiquement due à cette sous-unité en utilisant la méthode de cytométrie de flux (FACS : « Fluorescence Activated Cell Sorting »). L’épitope HA a été inséré dans une région extracellulaire de la sous-unité Cavα1 du canal calcique Cav1.2 et un anticorps anti-HA couplé au FITC (« Fluorescein IsoThioCyanate ») a été utilisé pour observer la fluorescence. Nos résultats confirment que la sous-unité Cavα1-HA du canal calcique Cav1.2, s’exprime à la membrane plasmique en présence de la sous-unité auxiliaire Cavβ3, et qu’en absence de celle-ci, ne s’exprime que peu ou pas à la membrane. Les mêmes résultats ont été obtenus pour les trois délétions testées dans les mêmes conditions soit Cavα1.2-HA ΔC1935, Cavα1.2-HA ΔC1856 et Cavα1.2-HA ΔC1733. Ensemble, ces résultats suggèrent que l’augmentation des courants macroscopiques observés après une délétion partielle du C-terminal n’est pas causée par une augmentation du nombre de protéines Cavα1.2 à la membrane.

Regulation of HMG-CoA reductase, HSL and ACAT expression and activity in testicular cholesterol metabolism in mink and in mouse following experimental genetic deletion

Introduction: L'homéostasie du cholestérol est indispensable à la synthèse de la testostérone dans le tissu interstitiel et la production de gamètes mâles fertiles dans les tubules séminifères. Les facteurs enzymatiques contribuent au maintien de cet équilibre intracellulaire du cholestérol. L'absence d'un ou de plusieurs enzymes telles que la HMG-CoA réductase, la HSL et l'ACAT-1 a été associée à l'infertilité masculine. Toutefois, les facteurs enzymatiques qui contribuent au maintien de l'équilibre intra-tissulaire du cholestérol n'ont pas été étudiés. Cette étude a pour but de tester l'hypothèse que le maintien des taux de cholestérol compatibles avec la spermatogenèse nécessite une coordination de la fonction intracellulaire des enzymes HMG-CoA réductase, ACAT1 et ACAT2 et la HSL. Méthodes: Nous avons analysé l'expression de l’ARNm et de la protéine de ces enzymes dans les fractions enrichies en tubules séminifères (STf) de vison durant le développement postnatal et le cycle reproductif annuel et dans les fractions enrichies en tissu interstitiel (ITf) et de STf durant le développement postnatal chez la souris. Nous avons développé deux nouvelles techniques pour la mesure de l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase et de celle de l'ACAT1 et ACAT2. En outre, l'immunohistochimie a été utilisée pour localiser les enzymes dans le testicule. Enfin, les souris génétiquement déficientes en HSL, en SR-BI et en CD36 ont été utilisées pour élucider la contribution de la HMG-CoA réductase, l'ACAT1 et l'ACAT2 et la HSL à l'homéostasie du cholestérol. Résultats: 1) HMG-CoA réductase: (Vison) La variation du taux d’expression de l’ARNm de la HMG-CoA réductase était corrélée à celle de l'isoforme de 90 kDa de la protéine HMG-CoA réductase durant le développement postnatal et chez l'adulte durant le cycle reproductif saisonnier. L'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase augmentait de façon concomitante avec le taux protéinique pour atteindre son niveau le plus élevé à 240 jours (3.6411e-7 mol/min/μg de protéines) au cours du développement et en Février (1.2132e-6 mol/min/μg de protéines) durant le cycle reproductif chez l’adulte. (Souris), Les niveaux d'expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase étaient maximales à 42 jours. A l'opposé, le taux protéinique diminuait au cours du développement. 2) HSL: (Vison), l'expression de la protéine de 90 kDa de la HSL était élevée à 180- et 240 jours après la naissance, ainsi qu'en Janvier durant le cycle saisonnier chez l'adulte. L'activité enzymatique de la HSL augmentait durant le développement pour atteindre un pic à 270 jours (36,45 nM/min/μg). Chez l'adulte, l'activité enzymatique de la HSL était maximale en Février. (Souris) Le niveau d’expression de l'ARNm de la HSL augmentait significativement à 21-, 28- et 35 jours après la naissance concomitamment avec le taux d'expression protéinique. L'activité enzymatique de la HSL était maximale à 42 jours suivie d'une baisse significative chez l'adulte. 3) ACAT-1 et ACAT-2: Le présent rapport est le premier à identifier l’expression de l'ACAT-1 et de l'ACAT-2 dans les STf de visons et de souris. (Vison) L'activité enzymatique de l'ACAT-2 était maximale à la complétion du développement à 270 jour (1190.00 CPMB/200 μg de protéines) et en janvier (2643 CPMB/200 μg de protéines) chez l'adulte. En revanche, l'activité enzymatique de l'ACAT-1 piquait à 90 jours et en août respectivement durant le développement et chez l'adulte. (Souris) Les niveaux d'expression de l'ARNm et la protéine de l'ACAT-1 diminuait au cours du développement. Le taux de l'ARNm de l'ACAT-2, à l’opposé du taux protéinique, augmentait au cours du développement. L'activité enzymatique de l'ACAT-1 diminuait au cours du développement tandis que celle de l'ACAT-2 augmentait pour atteindre son niveau maximal à 42 jours. 4) Souris HSL-/ -: Le taux d’expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase diminuaient significativement dans les STf de souris HSL-/- comparés aux souris HSL+/+. Par contre, les taux de l'ARNm et les niveaux des activités enzymatiques de l'ACAT-1 et de l'ACAT-2 étaient significativement plus élevés dans les STf de souris HSL-/- comparés aux souris HSL+/+ 5) Souris SR-BI-/-: L'expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase et de l'ACAT-1 étaient plus basses dans les STf de souris SR-BI-/- comparées aux souris SR-BI+/+. A l'opposé, le taux d'expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HSL étaient augmentées chez les souris SR-BI-/- comparées aux souris SR-BI+/+. 6) Souris CD36-/-: L'expression de l'ARNm et l'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase et de l'ACAT-2 étaient significativement plus faibles tandis que celles de la HSL et de l'ACAT-1 étaient inchangées dans les STf de souris CD36-/- comparées aux souris CD36+/+. Conclusion: Nos résultats suggèrent que: 1) L'activité enzymatique de la HMG-CoA réductase et de la HSL sont associées à l'activité spermatogénétique et que ces activités ne seraient pas régulées au niveau transcriptionnel. 2) L'ACAT-1 et de l'ACAT-2 sont exprimées dans des cellules différentes au sein des tubules séminifères, suggérant des fonctions distinctes pour ces deux isoformes: l'estérification du cholestérol libre dans les cellules germinales pour l'ACAT-1 et l'efflux du cholestérol en excès dans les cellules de Sertoli au cours de la spermatogenèse pour l'ACAT-2. 3) La suppression génétique de la HSL diminuait la HMG-CoA réductase et augmentait les deux isoformes de l'ACAT, suggérant que ces enzymes jouent un rôle critique dans le métabolisme du cholestérol intratubulaire. 4) La suppression génétique des transporteurs sélectifs de cholestérol SR-BI et CD36 affecte l'expression (ARNm et protéine) et l'activité des enzymes HMG-CoA réductase, HSL, ACAT-1 et ACAT-2, suggérant l'existence d’un effet compensatoire entre facteurs enzymatiques et non-enzymatiques du métabolisme du cholestérol dans les fractions tubulaires. Ensemble, les résultats de notre étude suggèrent que les enzymes impliquées dans la régulation du cholestérol intratubulaire agissent de concert avec les transporteurs sélectifs de cholestérol dans le but de maintenir l'homéostasie du cholestérol intra-tissulaire du testicule.