Glomerular filtration is reduced by high tidal volume ventilation in an in vivo healthy rat model

Mechanical ventilation has been associated with organ failure in patients with acute respiratory distress syndrome. The present study examines the effects of tidal volume (V T) on renal function using two V T values (8 and 27 mL/kg) in anesthetized, paralyzed and mechanically ventilated male Wistar rats. Animals were randomized into two groups of 6 rats each: V T8 (V T, 8 mL/kg; 61.50 ± 0.92 breaths/min; positive end-expiratory pressure, 3.0 cmH2O; peak airway pressure (PAW), 11.8 ± 2.0 cmH2O), and V T27 (V T, 27 mL/kg; 33.60 ± 1.56 breaths/min; positive end-expiratory pressure, none, and PAW, 22.7 ± 4.0 cmH2O). Throughout the experiment, mean PAW remained comparable between the two groups (6.33 ± 0.21 vs 6.50 ± 0.22 cmH2O). For rats in the V T27 group, inulin clearance (mL·min-1·body weight-1) decreased acutely after 60 min of mechanical ventilation and even more significantly after 90 min, compared with baseline values (0.60 ± 0.05 and 0.45 ± 0.05 vs 0.95 ± 0.07; P < 0.001), although there were no differences between groups in mean arterial pressure or gasometric variables. In the V T8 group, inulin clearance at 120 min of mechanical ventilation remained unchanged in relation to baseline values (0.72 ± 0.03 vs 0.80 ± 0.05). The V T8 and V T27 groups did not differ in terms of serum thiobarbituric acid reactive substances (3.97 ± 0.27 vs 4.02 ± 0.45 nmol/mL) or endothelial nitric oxide synthase expression (94.25 ± 2.75 vs 96.25 ± 2.39%). Our results show that glomerular filtration is acutely affected by high tidal volume ventilation but do not provide information about the mechanism.

Lung hyperinflation stimulates the release of inflammatory mediators in spontaneously breathing subjects

Lung hyperinflation up to vital capacity is used to re-expand collapsed lung areas and to improve gas exchange during general anesthesia. However, it may induce inflammation in normal lungs. The objective of this study was to evaluate the effects of a lung hyperinflation maneuver (LHM) on plasma cytokine release in 10 healthy subjects (age: 26.1 ± 1.2 years, BMI: 23.8 ± 3.6 kg/m²). LHM was performed applying continuous positive airway pressure (CPAP) with a face mask, increased by 3-cmH2O steps up to 20 cmH2O every 5 breaths. At CPAP 20 cmH2O, an inspiratory pressure of 20 cmH2O above CPAP was applied, reaching an airway pressure of 40 cmH2O for 10 breaths. CPAP was then decreased stepwise. Blood samples were collected before and 2 and 12 h after LHM. TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-8, IL-10, and IL-12 were measured by flow cytometry. Lung hyperinflation significantly increased (P < 0.05) all measured cytokines (TNF-α: 1.2 ± 3.8 vs 6.4 ± 8.6 pg/mL; IL-1β: 4.9 ± 15.6 vs 22.4 ± 28.4 pg/mL; IL-6: 1.4 ± 3.3 vs 6.5 ± 5.6 pg/mL; IL-8: 13.2 ± 8.8 vs 33.4 ± 26.4 pg/mL; IL-10: 3.3 ± 3.3 vs 7.7 ± 6.5 pg/mL, and IL-12: 3.1 ± 7.9 vs 9 ± 11.4 pg/mL), which returned to basal levels 12 h later. A significant correlation was found between changes in pro- (IL-6) and anti-inflammatory (IL-10) cytokines (r = 0.89, P = 0.004). LHM-induced lung stretching was associated with an early inflammatory response in healthy spontaneously breathing subjects.

Three-year follow-up study of respiratory and systemic manifestations of chronic obstructive pulmonary disease

Few studies show patient outcomes over time in chronic obstructive pulmonary disease (COPD). In the present study, we monitored forced expiratory volume in the first second (FEV1) and other manifestations of the disease over 3 years in 133 COPD patients (69% males, age = 65 ± 9 years, FEV1 = 59 ± 25%) evaluated at baseline. During follow-up, 15 patients (11%) died and 23 (17%) dropped out. Measurements for 95 (72%) COPD patients alive after 3 years were analyzed. FEV1, body mass index (BMI), 6-min walking distance (6MWD), Medical Research Council scale (MRC), Saint George’s Respiratory Questionnaire (SGRQ), Charlson Comorbidity index, and BODE index were obtained at baseline and after 3 years. At baseline, 17 patients (18%) presented mild, 39% moderate, 19% severe, and 24% very severe COPD. Predicted FEV1 % and BMI did not change over the period (P > 0.05). FEV1 in liters [1.25 (0.96-1.72) vs 1.26 (0.88-1.60) L; P < 0.001], 6MWD (438 ± 86 vs 412 ± 100 m; P < 0.001), MRC [1 (1-2) vs 2 (1-3); P = 0.002], Charlson index [3 (3-4) vs4 (3-5); P = 0.009], BODE index (2.2 ± 1.8 vs 2.6 ± 2.3; P = 0.008), and total SGRQ (42 ± 19 vs 44 ± 19%; P = 0.041) worsened after 3 years compared to baseline measurements. These data show that COPD patients deteriorated during the 3-year follow-up despite the fact that they had only minor modifications in airway obstruction and body composition. They support the need for comprehensive patient assessment to better identify disease progression.

Sildenafil decreases rat tracheal hyperresponsiveness to carbachol and changes canonical transient receptor potential gene expression after antigen challenge

Inhibition of type-5 phosphodiesterase by sildenafil decreases capacitative Ca2+ entry mediated by transient receptor potential proteins (TRPs) in the pulmonary artery. These families of channels, especially the canonical TRP (TRPC) subfamily, may be involved in the development of bronchial hyperresponsiveness, a hallmark of asthma. In the present study, we evaluated i) the effects of sildenafil on tracheal rings of rats subjected to antigen challenge, ii) whether the extent of TRPC gene expression may be modified by antigen challenge, and iii) whether inhibition of type-5 phosphodiesterase (PDE5) may alter TRPC gene expression after antigen challenge. Sildenafil (0.1 µM to 0.6 mM) fully relaxed carbachol-induced contractions in isolated tracheal rings prepared from naive male Wistar rats (250-300 g) by activating the NO-cGMP-K+ channel pathway. Rats sensitized to antigen by intraperitoneal injections of ovalbumin were subjected to antigen challenge by ovalbumin inhalation, and their tracheal rings were used to study the effects of sildenafil, which more effectively inhibited contractions induced by either carbachol (10 µM) or extracellular Ca2+ restoration after thapsigargin (1 µM) treatment. Antigen challenge increased the expression of the TRPC1 and TRPC4 genes but not the expression of the TRPC5 and TRPC6 genes. Applied before the antigen challenge, sildenafil increased the gene expression, which was evaluated by RT-PCR, of TRPC1 and TRPC6, decreased TRPC5 expression, and was inert against TRPC4. Thus, we conclude that PDE5 inhibition is involved in the development of an airway hyperresponsive phenotype in rats after antigen challenge by altering TRPC gene expression.

Sildenafil prevents the increase of extravascular lung water and pulmonary hypertension after meconium aspiration in newborn piglets

Meconium aspiration syndrome causes respiratory failure after birth and in vivo monitoring of pulmonary edema is difficult. The objective of the present study was to assess hemodynamic changes and edema measured by transcardiopulmonary thermodilution in low weight newborn piglets. Additionally, the effect of early administration of sildenafil (2 mg/kg vo, 30 min after meconium aspiration) on this critical parameter was determined in the meconium aspiration syndrome model. Thirty-eight mechanically ventilated anesthetized male piglets (Sus scrofa domestica) aged 12 to 72 h (1660 ± 192 g) received diluted fresh human meconium in the airway in order to evoke pulmonary hypertension (PHT). Extravascular lung water was measured in vivo with a PiCCO monitor and ex vivo by the gravimetric method, resulting in an overestimate of 3.5 ± 2.3 mL compared to the first measurement. A significant PHT of 15 Torr above basal pressure was observed, similar to that of severely affected humans, leading to an increase in ventilatory support. The vascular permeability index increased 57%, suggesting altered alveolocapillary membrane permeability. Histology revealed tissue vessel congestion and nonspecific chemical pneumonitis. A group of animals received sildenafil, which prevented the development of PHT and lung edema, as evaluated by in vivo monitoring. In summary, the transcardiopulmonary thermodilution method is a reliable tool for monitoring critical newborn changes, offering the opportunity to experimentally explore putative therapeutics in vivo. Sildenafil could be employed to prevent PHT and edema if used in the first stages of development of the disease.

Adeno-associated virus for cystic fibrosis gene therapy

Gene therapy is an alternative treatment for genetic lung disease, especially monogenic disorders such as cystic fibrosis. Cystic fibrosis is a severe autosomal recessive disease affecting one in 2500 live births in the white population, caused by mutation of the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR). The disease is classically characterized by pancreatic enzyme insufficiency, an increased concentration of chloride in sweat, and varying severity of chronic obstructive lung disease. Currently, the greatest challenge for gene therapy is finding an ideal vector to deliver the transgene (CFTR) to the affected organ (lung). Adeno-associated virus is the most promising viral vector system for the treatment of respiratory disease because it has natural tropism for airway epithelial cells and does not cause any human disease. This review focuses on the basic properties of adeno-associated virus and its use as a vector for cystic fibrosis gene therapy.

Sedative and anesthetic activities of the essential oils of Hyptis mutabilis (Rich.) Briq. and their isolated components in silver catfish (Rhamdia quelen)

This study evaluated the sedative and anesthetic effects of the essential oils (EO) of Hyptis mutabilis (Rich.) Briq. and their isolated components on silver catfish (Rhamdia quelen). Quantitative chemical differences between the EOs obtained from leaves and inflorescences were verified, and a new chemotype rich in globulol was described. Although there were no significant differences in the time of induction for sedation and anesthesia between the EOs, only the leaf EO at 344 mg/L anesthetized all fish without side effects. Fractionation of the leaf EO was carried out by column chromatography. The isolated compounds [(+)-1-terpinen-4-ol and (-)-globulol] showed different activity from that detected for the leaf EO in proportional concentrations and similar sedation to a eugenol control at 10 mg/L. However, fish exposed to 1-terpinen-4-ol (3 and 10 mg/L) did not remain sedated for 30 min. Anesthesia was obtained with 83-190 mg/L globulol, but animals showed loss of mucus during induction and mortality at these concentrations. Synergism of the depressor effects was detected with the association of globulol and benzodiazepine (BDZ), compared with either drug alone. Fish exposed to BDZ or globulol+BDZ association showed faster recovery from anesthesia in water containing flumazenil, but the same did not occur with globulol. In conclusion, the use of globulol in aquaculture procedures should be considered only at sedative concentrations of 10 and 20 mg/L, and its mechanism of action seems not to involve the GABAA-BDZ system.

Nasal CPAP in the delivery room for newborns with extremely low birth weight in a hospital in a developing country

The objective of this study was to determine the feasibility of the use of continuous positive airway pressure installed prophylactically in the delivery room (DR-CPAP), for infants with a birth weight between 500 and 1000 g in settings with limited resources. During 23 months, infants with a birth weight between 500 and 1000 g consecutively received DR-CPAP. A total of 33 infants with low birth weight were enrolled, 16 (48.5%) were females. Only 14 (42.4%) received antenatal corticosteroids and only 2 of those 14 (14.3%) infants weighing 500-750 g were not intubated in the delivery room, and apnea was given as the reason for intubation of these patients. Of the 19 infants in the 751-1000 g weight range, 9 (47.4%) were intubated in the delivery room, 6 due to apnea and 3 due to respiratory discomfort. For DR-CPAP to be successful, it is probably necessary for preterm babies to be more prepared at birth to withstand the respiratory effort without the need for intubation. Antenatal corticosteroids and better prenatal monitoring are fundamental for success of DR-CPAP.

Pulmonary hypertension due to acute respiratory distress syndrome

Our aims were to describe the prevalence of pulmonary hypertension in patients with acute respiratory distress syndrome (ARDS), to characterize their hemodynamic cardiopulmonary profiles, and to correlate these parameters with outcome. All consecutive patients over 16 years of age who were in the intensive care unit with a diagnosis of ARDS and an in situ pulmonary artery catheter for hemodynamic monitoring were studied. Pulmonary hypertension was diagnosed when the mean pulmonary artery pressure was >25 mmHg at rest with a pulmonary artery occlusion pressure or left atrial pressure <15 mmHg. During the study period, 30 of 402 critically ill patients (7.46%) who were admitted to the ICU fulfilled the criteria for ARDS. Of the 30 patients with ARDS, 14 met the criteria for pulmonary hypertension, a prevalence of 46.6% (95% CI; 28-66%). The most common cause of ARDS was pneumonia (56.3%). The overall mortality was 36.6% and was similar in patients with and without pulmonary hypertension. Differences in patients' hemodynamic profiles were influenced by the presence of pulmonary hypertension. The levels of positive end-expiratory pressure and peak pressure were higher in patients with pulmonary hypertension, and the PaCO2 was higher in those who died. The level of airway pressure seemed to influence the onset of pulmonary hypertension. Survival was determined by the severity of organ failure at admission to the intensive care unit.

Treatment with 1,25(OH)2D3induced HDAC2 expression and reduced NF-κB p65 expression in a rat model of OVA-induced asthma

Recent evidence indicates that a deficiency of 1,25-dihydroxyvitamin D3 (1,25[OH]2D3) may influence asthma pathogenesis; however, its roles in regulating specific molecular transcription mechanisms remain unclear. We aimed to investigate the effect of 1,25(OH)2D3 on the expression and enzyme activity of histone deacetylase 2 (HDAC2) and its synergistic effects with dexamethasone (Dx) in the inhibition of inflammatory cytokine secretion in a rat asthma model. Healthy Wistar rats were randomly divided into 6 groups: control, asthma, 1,25(OH)2D3 pretreatment, 1,25(OH)2D3 treatment, Dx treatment, and Dx and 1,25(OH)2D3 treatment. Pulmonary inflammation was induced by ovalbumin (OVA) sensitization and challenge (OVA/OVA). Inflammatory cells and cytokines in the bronchoalveolar lavage (BAL) fluid and histological changes in lung tissue were examined. Nuclear factor kappa B (NF-κB) p65 and HDAC2 expression levels were assessed with Western blot analyses and quantitative reverse-transcriptase polymerase chain reaction (qRT-PCR). Enzyme activity measurements and immunohistochemical detection of HDAC2 were also performed. Our data demonstrated that 1,25(OH)2D3 reduced the airway inflammatory response and the level of inflammatory cytokines in BAL. Although NF-κB p65 expression was attenuated in the pretreatment and treatment groups, the expression and enzyme activity of HDAC2 were increased. In addition, 1,25(OH)2D3 and Dx had synergistic effects on the suppression of total cell infusion, cytokine release, and NF-κB p65 expression, and they also increased HDAC2 expression and activity in OVA/OVA rats. Collectively, our results indicated that 1,25(OH)2D3might be useful as a novel HDAC2 activator in the treatment of asthma.

Clinical and genetic markers in disease progression – a study among subjects with obstructive lung diseases

Asthma, COPD, and asthma and COPD overlap syndrome (ACOS) are chronic pulmonary diseases with an obstructive component. In COPD, the obstruction is irreversible and the disease is progressive. The aim of the study was to define and analyze factors that affected disease progression and patients’ well-being, prognosis and mortality in Chronic Airway Disease (CAD) cohort. The main focus was on COPD and ACOS patients. Retrospective data from medical records was combined with genetic and prospective follow-up data. Smoking is the biggest risk factor for COPD and even after the diagnosis of the disease, smoking plays an important role in disease development and patient’s prognosis. Sixty percent of the COPD patients had succeeded in smoking cessation. Patients who had managed to quit smoking had lower mortality rates and less psychiatric diseases and alcohol abuse although they were older and had more cardiovascular diseases than patients who continued smoking. Genetic polymorphism rs1051730 in the nicotinic acethylcholine receptor gene (CHRNA3/5) associated with heavy smoking, cancer prevalence and mortality in two Finnish independent cohorts consisting of COPD patients and male smokers. Challenges in smoking cessation and higher mortality rates may be partly due to individual patient’s genetic composition. Approximately 50% of COPD patients are physically inactive and the proportion was higher among current smokers. Physically active and inactive patients didn’t differ from each other in regard to age, gender or comorbidities. Bronchial obstruction explained inactivity only in severe disease. Subjective sensation of dyspnea, however, had very strong association to inactivity and was also associated to low health related quality of life (HRQoL). ACOS patients had a significantly lower HRQoL than either the patients with asthma or with COPD even though they were younger than COPD patients, had better lung functions and smaller tobacco exposure.

Rôle de la phospholipase A2 de type V dans le recrutement de leucocytes au foyer inflammatoire

Les phospholipases A2 sécrétées (sPLA2) font partie d’une grande famille d’enzymes impliquées dans la synthèse d’écosanoïdes, de chimiokines et dans l’expression de molécules d’adhérence. Ce groupe comprend dix isoformes différentes (sPLA2-IB, -IIA, -IIC, -IID, -IIE, -IIF, -III, -V, -X et XII) dont la majorité sont surexprimées en présence de molécules pro-inflammatoires telles que l’interleukine-1β (IL-1 β) et le lipopolysaccharide bactérien (LPS). La sPLA2-IIA fut longtemps considérée comme la principale sPLA2 associée à l’inflammation. Toutefois, un nombre grandissant d’études suggère l’implication d’autres isoformes dans la réponse inflammatoire. Étant donné la similarité structurelle des différentes isoformes de sPLA2, la majorité des inhibiteurs présentement disponibles sont non spécifiques et bloquent simultanément plus d’une sPLA2. De ce fait, encore peu de choses sont connues quant au rôle précis de chacune des sPLA2 dans la réponse inflammatoire. Ayant accès à des souris génétiquement modifiées n’exprimant pas la sPLA2-V (sPLA2-V-/-), nous avons donc investigué le rôle spécifique de la sPLA2-V dans le recrutement leucocytaire induit par le LPS, ainsi que sa capacité à moduler l’expression de certaines molécules d’adhérence. Pour ce faire, nous avons utilisé le modèle inflammatoire de la poche d’air sous-cutanée. L’administration de LPS dans la poche d’air de souris contrôles (WT) entraîne un recrutement leucocytaire important. Cet appel de cellules inflammatoires est cependant significativement diminué chez les souris sPLA2-V-/-. De plus, l’expression des molécules d’adhérence VCAM-1 et ICAM-1 est également diminuée chez les souris sPLA2-V-/- comparativement aux souris WT. Nos résultats démontrent donc le rôle important de la sPLA2-V dans le recrutement leucocytaire et l’expression de molécules d’adhérence induits par le LPS, confirmant ainsi l’implication de cette enzyme dans le processus inflammatoire.

Caractérisation phénotypique et génotypique d’isolats de Salmonella Typhimurium provenant de porcs sains ou septicémiques

Les infections à Salmonella Typhimurium constituent un problème de taille pour l’industrie porcine et la santé publique car cet animal est un réservoir pour les infections chez l’homme. De plus, on observe, chez des souches appartenant au lysotype (LT) 104, des résistances multiples aux antimicrobiens associées à des septicémies chez les porcs en engraissement, ce qui peut contribuer à la contamination des carcasses. Il faut donc contrôler l’infection au niveau du troupeau. Pour ce faire, il importe donc de mieux caractériser ces souches, comprendre la pathogénie de l’infection et identifier des facteurs de virulence. L’objectif principal de cette étude était de caractériser des isolats de S. Typhimurium provenant de porcs septicémiques et de les comparer avec ceux de porcs sains. Une banque d’isolats provenant de porcs septicémiques (ASC) et de porcs sains à l’abattoir (SSC) était constituée. Le lysotype des isolats a été identifié et ceux-ci ont été caractérisés selon le profil de résistance aux antimicrobiens, le SDS-PAGE et l’immunobuvardage et le PFGE. Chez les isolats ASC, LT 104 représentait 36.4% des isolats et chez les isolats SSC la proportion était de 51.5%. Les isolats pouvaient être résistants jusqu’à douze antimicrobiens, peu importe leur origine. Il n’a toutefois pas été possible d’associer une protéine spécifique au groupe d’isolats ASC. Parmi les souches LT 104, plusieurs groupes génétiques ont été identifiés. Les différentes étapes de la pathogénie de Salmonella ont ensuite été évaluées, dont l’adhésion et l’invasion des isolats des deux banques sur des cellules intestinales humaines. Nos résultats ont démontré que les isolats ASC avaient un pouvoir accru d’invasion comparés aux isolats SSC (P=0.003). Pour un sous-groupe d’isolats sélectionnés selon leur taux d’invasion, des tests de phagocytose, d’apoptose et d’adhésion au mucus intestinal ont été effectués en utilisant la cytométrie en flux. La survie des bactéries après la phagocytose a aussi été évaluée et la méthode MATS a été utilisée pour évaluer l'adhésion aux solvants. Les pourcentages de phagocytose chez les isolats SSC par les monocytes porcins étaient plus élevés que chez les isolats ASC à 15 minutes (P=0.02). Nous n’avons trouvé aucune différence significative pour les autres méthodes utilisées. Nous avons ensuite comparé le génome d’un isolat ASC (#36) à celui d’un isolat SSC (#1) par le SSH pour identifier des facteurs de virulence potentiels. Des clones correspondant à des gènes retrouvés sur le chromosome ainsi que sur des plasmides ont été identifiés. Ces résultats nous ont dirigés vers l’analyse des profils plasmidiques de tous les isolats. Les différents profils étaient retrouvés autant chez les isolats ASC que chez les isolats SSC. Deux profils (PL14 et PL20) étaient observés plus fréquemment chez les isolats LT 104 que chez les isolats d’autres lysotypes (P=0.01 et P=0.01, respectivement). Le séquençage d’un des plasmides de l’isolat ASC, démontrait la présence d’informations génétiques codant pour la réplication et une bêta-galactosidase-α. Il serait intéressant de préciser le rôle exact de ces gènes dans l’infection. Nos travaux suggèrent que les isolats de S. Typhimurium provenant de porcs septicémiques se distinguent par un pouvoir d’invasion accru ainsi que par des taux de phagocytose plus faibles dans les phases initiales de l’infection. Cette étude aura donc permis d’accroître les connaissances sur la pathogénie des infections à S. Typhimurium chez le porc.

Étude moléculaire des mécanismes d’action de potentiateurs du canal CFTR sur le canal KCa3.1

Les cellules épithéliales des voies aériennes respiratoires sécrètent du Cl- via le canal CFTR. La fibrose kystique est une maladie génétique fatale causée par des mutations de ce canal. La mutation la plus fréquente en Amérique du Nord, ∆F508, met en péril la maturation de la protéine et affecte les mécanismes d’activation du canal. Au cours des dernières années, plusieurs molécules ont été identifiées par criblage à haut débit qui peuvent rétablir l’activation de protéines CFTR mutées. Ces molécules sont nommées potentiateurs. Les canaux K+ basolatéraux, dont KCa3.1, jouent un rôle bien documenté dans l’établissement d’une force électromotrice favorable à la sécrétion de Cl- par CFTR dans les cellules épithéliales des voies aériennes respiratoires. Il a par exemple été démontré que l’application de 1-EBIO, un activateur de KCa3.1, sur des monocouches T84 résulte en une augmentation soutenue de la sécrétion de Cl- et que cette augmentation était réversible suite à l’application de CTX, un inhibiteur de KCa3.1(Devor et al., 1996). Dans le cadre d’une recherche de potentiateurs efficaces en conditions physiologiques et dans un contexte global de transport trans-cellulaire, il devient essentiel de considérer les effets des potentiateurs de CFTR sur KCa3.1. Une caractérisation électrophysiologique par la méthode du patch clamp et structurelle via l’utilisation de canaux modifiés par mutagenèse dirigée de différents potentiateurs de CFTR sur KCa3.1 fut donc entreprise afin de déterminer l’action de ces molécules sur l’activité de KCa3.1 et d’en établir les mécanismes. Nous présentons ici des résultats portant sur les effets sur KCa3.1 de quelques potentiateurs de CFTR possédant différentes structures. Un criblage des effets de ces molécules sur KCa3.1 a révélé que la genisteine, le SF-03, la curcumine et le VRT-532 ont des effets inhibiteurs sur KCa3.1. Nos résultats suggèrent que le SF-03 pourrait agir sur une protéine accessoire et avoir un effet indirect sur KCa3.1. La curcumine aurait aussi une action inhibitrice indirecte, probablement via la membrane cellulaire. Nos recherches sur les effets du VRT-532 ont montré que l’accessibilité au site d’action de cette v molécule est indépendante de l’état d’ouverture de KCa3.1. L’absence d’effets inhibiteurs de VRT-532 sur le mutant constitutivement actif V282G indique que cette molécule pourrait agir via l’interaction CaM-KCa3.1 et nécessiter la présence de Ca2+ pour agir. Par ailleurs, un autre potentiateur de CFTR, le CBIQ, a des effets potentiateurs sur KCa3.1. Nos résultats en canal unitaire indiquent qu’il déstabilise un état fermé du canal. Nos travaux montrent aussi que CBIQ augmente la probabilité d’ouverture de KCa3.1 en conditions sursaturantes de Ca2+, ainsi que son affinité apparente pour le Ca2+. Des expériences où CBIQ est appliqué en présence ou en absence de Ca2+ ont indiqué que l’accessibilité à son site d’action est indépendante de l’état d’ouverture de KCa3.1, mais que la présence de Ca2+ est nécessaire à son action. Ces résultats sont compatibles avec une action de CBIQ déstabilisant un état fermé du canal. Finalement, des expériences en Ba2+ nous ont permis d’investiguer la région du filtre de sélectivité de KCa3.1 lors de l’action de CBIQ et nos résultats pointent vers une action de CBIQ dans cette région. Sur la base de nos résultats nous concluons que CBIQ, un potentiateur de CFTR, aurait un effet activateur sur KCa3.1 via la déstabilisation d’un état fermé du canal à travers une action sur sa ‘gate’ au niveau du filtre de sélectivité. De plus, les potentiateurs de CFTR ayant montré des effets inhibiteurs sur KCa3.1 pourraient agir via la membrane ou via une protéine accessoire du canal ou sur l’interaction CaM-KCa3.1. Dans l’optique de traitements potentiels de la fibrose kystique, nos résultats indiquent que le CBIQ pourrait être un potentiateur efficace pusiqu’il est capable de trimuler à la fois KCa3.1 et CFTR. Par contre, dans les cas du VRT-532 et du SF-03, une inhibition de KCa3.1 pourraient en faire des potentiateurs moins efficaces.

Étude de la régulation du facteur de transcription NF-kB dans l'infection par le RSV

L’infection par le Virus Respiratoire Syncytial cause des affections pulmonaires aiguës en pédiatrie caractérisée par une réponse inflammatoire excessive médiée par la production de cytokines par les cellules épithéliales des voies aériennes. Les gènes codant pour ces cytokines sont régulés par le facteur de transcription NF-κB (p50/p65) dont l’activation est classiquement induite par la phosphorylation de son inhibiteur IκBα, ce qui permet l’accumulation de l’hétérodimère au noyau. Par contre, nous avons récemment identifié la phosphorylation en sérine 536 de la sous-unité p65 comme une autre étape essentielle à son activation lors de l’infection des AEC par RSV. Le travail présenté dans ce mémoire a permis de démontrer que l’inhibition de l’expression de RIG-I, de Cardif ou de TRAF6, 3 protéines impliquées dans la reconnaissance cellulaire des virus, conduit à l’inhibition de cette phosphorylation en réponse à RSV. Nous avons également établi à l’aide d’inhibiteurs pharmacologiques et d’ARNi que, parmi les diverses kinases connues pour phosphoryler p65 en réponse à divers stimulus, IKKα/β sont essentielles à cette phosphorylation lors d’une stimulation par RSV. Puisque TRAF6 est bien connu dans la littérature pour activer le complexe IKK, nous proposons que TRAF6, après reconnaissance de l’ARN viral de RSV par RIG-I, active le complexe IKK qui induit la phosphorylation de la sousunité p65 de NF-κB, permettant l’expression de gènes cibles. D’autre part, nous avions précédemment démontré que Nox2, un isoforme de NADPH oxydase, contrôle l’activation de NF-κB en régulant les phosphorylations de IκBα et p65. Nous montrons ici que l’inhibition de Nox2 réduit fortement l’activité du complexe kinase IKK. De plus, la présence au niveau basal de Nox2 est critique pour le niveau d’ARN messager de Cardif. Nous proposons donc que la régulation de la phosphorylation de p65 en ser536 par Nox2 soit via son effet sur Cardif en permettant la fonctionnalité de la voie RIG-I.