The diversity of abnormal hormone receptors in adrenal Cushing's syndrome allows novel pharmacological therapies

Recent studies from several groups have indicated that abnormal or ectopic expression and function of adrenal receptors for various hormones may regulate cortisol production in ACTH-independent hypercortisolism. Gastric inhibitory polypeptide (GIP)-dependent Cushing's syndrome has been described in patients with either unilateral adenoma or bilateral macronodular adrenal hyperplasia; this syndrome results from the large adrenal overexpression of the GIP receptor without any activating mutation. We have conducted a systematic in vivo evaluation of patients with adrenal Cushing's syndrome in order to identify the presence of abnormal hormone receptors. In macronodular adrenal hyperplasia, we have identified, in addition to GIP-dependent Cushing's syndrome, other patients in whom cortisol production was regulated abnormally by vasopressin, ß-adrenergic receptor agonists, hCG/LH, or serotonin 5HT-4 receptor agonists. In patients with unilateral adrenal adenoma, the abnormal expression or function of GIP or vasopressin receptor has been found, but the presence of ectopic or abnormal hormone receptors appears to be less prevalent than in macronodular adrenal hyperplasia. The identification of the presence of an abnormal adrenal receptor offers the possibility of a new pharmacological approach to control hypercortisolism by suppressing the endogenous ligands or by using specific antagonists for the abnormal receptors.

CCR5 genotype and plasma ß-chemokine concentration of Brazilian HIV-infected individuals

The 32-bp deletion in the HIV-1 co-receptor CCR5 confers a high degree of resistance to HIV-1 infection in homozygous individuals for the deleted allele and partial protection against HIV-1 during disease progression in heterozygotes. Natural ligands for CCR5, MIP-1alpha, MIP-1ß and RANTES, have been shown to inhibit HIV replication in CD4+ T cells. In the present study, we examined the CCR5 genotype by PCR and the plasma levels of RANTES and MIP-1alpha by ELISA among blood donors (N = 26) and among HIV-1-infected individuals (N = 129). The control group consisted of healthy adult volunteers and HIV-1-infected subjects were an asymptomatic and heterogeneous group of individuals with regard to immunologic and virologic markers of HIV-1 disease. The frequency of the CCR5 mutant allele (delta32ccr5) in this population was 0.032; however, no delta32ccr5 homozygote was detected. These results could be related to the intense ethnic admixture of the Brazilian population. There was no correlation between circulating ß-chemokines (MIP-1alpha, RANTES) and viral load in HIV-infected individuals. RANTES concentrations in plasma samples from HIV+ patients carrying the homozygous CCR5 allele (CCR5/CCR5) (28.23 ng/ml) were higher than in the control samples (16.07 ng/ml; P<0.05); however, this HIV+ patient group (mean 26.23 pg/ml) had significantly lower concentrations of MIP-1alpha than those observed in control samples (mean 31.20 pg/ml; P<0.05). Both HIV-1-infected and uninfected individuals heterozygous for the delta32ccr5 allele had significantly lower concentrations of circulating RANTES (mean 16.07 and 6.11 ng/ml, respectively) than CCR5/CCR5 individuals (mean 28.23 and 16.07 ng/ml, respectively; P<0.05). These findings suggest that the CCR5 allele and ß-chemokine production may affect the immunopathogenesis of HIV-1.

Swimming training increases cardiac vagal activity and induces cardiac hypertrophy in rats

The effect of swimming training (ST) on vagal and sympathetic cardiac effects was investigated in sedentary (S, N = 12) and trained (T, N = 12) male Wistar rats (200-220 g). ST consisted of 60-min swimming sessions 5 days/week for 8 weeks, with a 5% body weight load attached to the tail. The effect of the autonomic nervous system in generating training-induced resting bradycardia (RB) was examined indirectly after cardiac muscarinic and adrenergic receptor blockade. Cardiac hypertrophy was evaluated by cardiac weight and myocyte morphometry. Plasma catecholamine concentrations and citrate synthase activity in soleus muscle were also determined in both groups. Resting heart rate was significantly reduced in T rats (355 ± 16 vs 330 ± 20 bpm). RB was associated with a significantly increased cardiac vagal effect in T rats (103 ± 25 vs 158 ± 40 bpm), since the sympathetic cardiac effect and intrinsic heart rate were similar for the two groups. Likewise, no significant difference was observed for plasma catecholamine concentrations between S and T rats. In T rats, left ventricle weight (13%) and myocyte dimension (21%) were significantly increased, suggesting cardiac hypertrophy. Skeletal muscle citrate synthase activity was significantly increased by 52% in T rats, indicating endurance conditioning. These data suggest that RB induced by ST is mainly mediated parasympathetically and differs from other training modes, like running, that seems to mainly decrease intrinsic heart rate in rats. The increased cardiac vagal activity associated with ST is of clinical relevance, since both are related to increased life expectancy and prevention of cardiac events.

Chlorpheniramine facilitates inhibitory avoidance in teleosts submitted to telencephalic ablation

The present study investigated the involvement of H(1) histaminegic receptor on the acquisition of inhibitory avoidance in Carassius auratus submitted to telencephalic ablation. The fish were submitted to telencephalic ablation 5 days before the experiment. The inhibitory avoidance procedure included 1 day for habituation, 3 days for training composed of 3 trials each (1st day: T1, T2, T3; 2nd day: 2T1, 2T2, 2T3; 3rd day: 3T1, 3T2, 3T3) and 1 day for test. On training days, the fish were placed in a white compartment, after 30 s the door was opened. When the fish crossed to a black compartment, a weight was dropped (aversive stimuli). Immediately after the third trial, on training days, the fish received, intraperitoneally, one of the pharmacological treatments (saline (N = 20), 8 (N = 12) or 16 (N = 13) µg/g chlorpheniramine, CPA). On the test day, the time to cross to the black compartment was determined. The latency of the saline group increased significantly only on the 3rd trial of the 2nd training day (mean ± SEM, T1 (50.40 ± 11.69), 2T3 (226.05 ± 25.01); ANOVA: P = 0.0249, Dunn test: P < 0.05). The group that received 8 µg/g CPA showed increased latencies from the 2nd training day until the test day (T1 (53.08 ± 17.17), 2T2 (197.75 ± 35.02), test (220.08 ± 30.98); ANOVA: P = 0.0022, Dunn test: P < 0.05)). These results indicate that CPA had a facilitating effect on memory. We suggest that the fish submitted to telencephalic ablation were able to learn due to the local circuits of the mesencephalon and/or diencephalon and that CPA interferes in these circuits, probably due an anxiolytic-like effect.

Roles of mitogen-activated protein kinases and angiotensin II in renal development

Experimental and clinical evidence suggests that angiotensin II (AII) participates in renal development. Renal AII content is several-fold higher in newborn rats and mice than in adult animals. AII receptors are also expressed in higher amounts in the kidneys of newborn rats. The kidneys of fetuses whose mother received a type 1 AII receptor (AT1) antagonist during gestation present several morphological alterations. Mutations in genes that encode components of the renin-angiotensin system are associated with autosomal recessive renal tubular dysgenesis. Morphological changes were detected in the kidneys of 3-week-old angiotensin-deficient mice. Mitogen-activated protein kinases (MAPKs) are important mediators that transduce extracellular stimuli to intracellular responses. The MAPK family comprises three major subgroups, namely extracellular signal-regulated protein kinase (ERK), c-jun N-terminal kinases (JNK), and p38 MAPK (p38). Important events in renal growth during nephrogenesis such as cellular proliferation and differentiation accompanied by apoptosis on a large scale can be mediated by MAPK pathways. A decrease in glomerulus number was observed in embryos cultured for 48 and 120 h with ERK or p38 inhibitors. Many effects of AII are mediated by MAPK pathways. Treatment with losartan during lactation provoked changes in renal function and structure associated with alterations in AT1 and type 2 AII (AT2) receptors and p-JNK and p-p38 expression in the kidney. Several studies have shown that AII and MAPKs play an important role in renal development. However, the relationship between the effects of AII and MAPK activation on renal development is still unclear.

Eccentric and concentric cardiac hypertrophy induced by exercise training: microRNAs and molecular determinants

Among the molecular, biochemical and cellular processes that orchestrate the development of the different phenotypes of cardiac hypertrophy in response to physiological stimuli or pathological insults, the specific contribution of exercise training has recently become appreciated. Physiological cardiac hypertrophy involves complex cardiac remodeling that occurs as an adaptive response to static or dynamic chronic exercise, but the stimuli and molecular mechanisms underlying transduction of the hemodynamic overload into myocardial growth are poorly understood. This review summarizes the physiological stimuli that induce concentric and eccentric physiological hypertrophy, and discusses the molecular mechanisms, sarcomeric organization, and signaling pathway involved, also showing that the cardiac markers of pathological hypertrophy (atrial natriuretic factor, β-myosin heavy chain and α-skeletal actin) are not increased. There is no fibrosis and no cardiac dysfunction in eccentric or concentric hypertrophy induced by exercise training. Therefore, the renin-angiotensin system has been implicated as one of the regulatory mechanisms for the control of cardiac function and structure. Here, we show that the angiotensin II type 1 (AT1) receptor is locally activated in pathological and physiological cardiac hypertrophy, although with exercise training it can be stimulated independently of the involvement of angiotensin II. Recently, microRNAs (miRs) have been investigated as a possible therapeutic approach since they regulate the translation of the target mRNAs involved in cardiac hypertrophy; however, miRs in relation to physiological hypertrophy have not been extensively investigated. We summarize here profiling studies that have examined miRs in pathological and physiological cardiac hypertrophy. An understanding of physiological cardiac remodeling may provide a strategy to improve ventricular function in cardiac dysfunction.

Fine-tuning of defensive behaviors in the dorsal periaqueductal gray by atypical neurotransmitters

This paper presents an up-to-date review of the evidence indicating that atypical neurotransmitters such as nitric oxide (NO) and endocannabinoids (eCBs) play an important role in the regulation of aversive responses in the periaqueductal gray (PAG). Among the results supporting this role, several studies have shown that inhibitors of neuronal NO synthase or cannabinoid receptor type 1 (CB1) receptor agonists cause clear anxiolytic responses when injected into this region. The nitrergic and eCB systems can regulate the activity of classical neurotransmitters such as glutamate and γ-aminobutyric acid (GABA) that control PAG activity. We propose that they exert a R16;fine-tuningR17; regulatory control of defensive responses in this area. This control, however, is probably complex, which may explain the usually bell-shaped dose-response curves observed with drugs that act on NO- or CB1-mediated neurotransmission. Even if the mechanisms responsible for this complex interaction are still poorly understood, they are beginning to be recognized. For example, activation of transient receptor potential vanilloid type-1 channel (TRPV1) receptors by anandamide seems to counteract the anxiolytic effects induced by CB1 receptor activation caused by this compound. Further studies, however, are needed to identify other mechanisms responsible for this fine-tuning effect.

Effect of selective β-adrenoceptor blockade and surgical resection of the celiac-superior mesenteric ganglion complex on delayed liquid gastric emptying induced by dipyrone, 4-aminoantipyrine, and antipyrine in rats

There is evidence for participation of peripheral β-adrenoceptors in delayed liquid gastric emptying (GE) induced in rats by dipyrone (Dp), 4-aminoantipyrine (AA), and antipyrine (At). The present study aimed to determine whether β-adrenoceptors are involved in delayed GE induced by phenylpyrazole derivatives and the role of the prevertebral sympathetic nervous system in this condition. Male Wistar rats weighing 220-280 g were used in the study. In the first experiment rats were intravenously pretreated with vehicle (V), atenolol 30 mg/kg (ATE, β1-adrenergic antagonist), or butoxamine 25 mg/kg (BUT, β2-adrenergic antagonist). In the second experiment, rats were pretreated with V or SR59230A 2 mg/kg (SRA, β3-adrenergic antagonist). In the third experiment, rats were subjected to surgical resection of the celiac-superior mesenteric ganglion complex or to sham surgery. The groups were intravenously treated with saline (S), 240 µmol/kg Dp, AA, or At, 15 min after pretreatment with the antagonists or V and nine days after surgery. GE was determined 10 min later by measuring the percentage of gastric retention (%GR) of saline labeled with phenol red 10 min after gavage. The %GR (means±SE, n=6) values indicated that BUT abolished the effect of Dp (BUT+Dp vs V+Dp: 35.0%±5.1% vs 56.4%±2.7%) and At (BUT+At vs V+At: 33.5%±4.7% vs 52.9%±2.6%) on GE, and significantly reduced (P<0.05) the effect of AA (BUT+AA vs V+AA: 48.0%±5.0% vs 65.2%±3.8%). ATE, SRA, and sympathectomy did not modify the effects of treatments. These results suggest that β2-adrenoceptor activation occurred in delayed liquid gastric emptying induced by the phenylpyrazole derivatives dipyrone, 4-aminoantipyrine, and antipyrine. Additionally, the released neurotransmitter did not originate in the celiac-superior mesenteric ganglion complex.

Fusarium graminearum growth inhibition mechanism using phenolic compounds from Spirulina sp

The application of natural antifungal substances is motivated by the need for alternatives to existing methods that are not always applicable, efficient, or that do not pose risk to consumers or the environment. Furthermore, studies on the behaviour of toxigenic species in the presence of natural fungicides have enabled their safe application in the food chain In this study, Spirulina LEB-18 phenolic extract was assessed for its antifungal activity on 12 toxigenic strains of Fusarium graminearum isolated from barley and wheat. The susceptible metabolic pathways were assessed through the determination of structural compounds (glucosamine and ergosterol) and enzyme activity of the microorganisms' primary metabolism. The results indicate that phenolic extracts reduced the growth rate of the toxigenic species investigated. The IC50 was obtained by applying 3 to 8% (p/p) of phenolic compounds in relation to the culture medium. The use of this natural fungicide proved promising for the inhibition of fungal multiplication, especially in terms of the inactivation of enzymatic systems (amylase and protease) of Fusarium graminearum.

Effects of a hydroxy-cinnamoyl conjugate of spermidine in the neuromuscular junction of crayfish /

N'-coumaroyl spermidine (NlCSpd) is a plant derived chemical which is proposed to belong to a class of low molecular weight neuroactive substances called phenolic polyamines. NlCSpd is stnicturally similar to glutamate receptor blocking toxins found in certain spiders and wasps, such as JSTX-3 and NSTX-3 found in Nephila spiders. The goal of the present study was to determine if plant-derived phenolic polyamines act like other structurally related chemicals found in Arthropod venoms, such as JSTX-3, and whether they can be classified in the same pharmacological group as the spider and wasp toxins. A comparison was made to determine the relative potencies of various phenolic polyamines fi-om plants and insect venoms. This comparison was done by measuring the effect of various concentrations ofNlCSpd on the amplitude of excitatory postsynaptic potentials (EPSPs) elicited in muscle of the crayfish Proccanbarus clarkii. NlCSpd was also tested on L-glutamate induced potentials to determine if a postsynaptic component to sj^naptic block occurs. NlCSpd and an analogue with an a longer polyamine chain, NlCSpm, blocked EPSPs in a dose dependent manner, NlCSpd having an IC50 of lOOnM. NlCSpd also blocked L-glutamate induced potentials. The two main components of the NlCSpd molecule alone are insufficient for activity. NlCSpd acts postsynaptically by interfering with crayfish glutamatergic synaptic transmission, likely blocking glutamate receptors by interacting with the same site(s) as other phenolic polyamines. Certain moieties on the polyamines molecule are necessary for activity while others are not.

Evaluation du systeme nerveux autonome dans l'hypertension arterielle essentielle

L’analyse spectrale de la fréquence cardiaque, de la pression artérielle systolique, de la pression artérielle diastolique ainsi que de la respiration par la transformée de Fourier rapide, est considérée comme une technique non invasive pour la détermination de l’activité du système nerveux autonome (SNA). Dans une population de sujets normaux volontaires, nous avons obtenu à l’état basal, des oscillations de basses fréquences (0,05-0,15Hz) reliées au système nerveux sympathique autonome et des oscillations de hautes fréquences (0,2Hz) représentant sur les intervalles entre chaque ondes R de l’électrocardiogramme (RR), l’arythmie sinusale respiratoire correspondant à une activité vagale. Nous avons comparé les tests de stimulation du système nerveux sympathique autonome déclenché par le passage de la position de repos (en décubitus dorsal), à la position orthostatique volontaire et le passage de la position de repos à la position orthostatique avec la table basculante à 60o. Nous avons également comparé un groupe normotendu à un groupe hypertendu qui a été soumis au passage du repos à l’orthostation volontaire et pour lesquels nous avons évalué la sensibilité du baroréflexe et la réponse sympathique par la mesure des catécholamines circulantes. Dans un groupe de sujets ayant une hypertension artérielle essentielle, nous avons évalué l’effet de la thérapie hypotensive, par le Trandolapril qui est un Inhibiteur de l’enzyme de conversion (IEC) de l`angiotensine. Dans ce groupe hypertendu, nous avons procédé, en plus de la stimulation sympathique par l’orthostation volontaire, à un exercice isométrique de trois minutes à 30 % de la force maximale. Nous avons également complété notre évaluation par la mesure de la densité de récepteurs ß2 adrénergiques sur lymphocytes et par la mesure des indices de contractilité à l’aide de l’échocardiographie en M mode. Les résultats ont montré, dans les groupes normaux volontaires, dans les deux types de stimulation du système nerveux sympathique par la position orthostatique, une augmentation significative des catécholamines plasmatiques avec une augmentation de la fréquence cardiaque et des basses fréquences de RR, confirmant ainsi que l’on est en état de stimulation sympathique. On observe en même temps une diminution significative des hautes fréquences de RR, suggérant un retrait vagal lors de cette stimulation. On a observé au test de la table basculante six cas d’hypotension orthostatique. On a comparé la position orthostatique volontaire entre le groupe de sujets normaux et le groupe de sujets hypertendus. L’analyse spectrale croisée de RR et de la pression artérielle systolique a permis d’évaluer dans l’hypertension artérielle (HTA), essentielle une sensibilité du baroréflexe atténuée, accompagnée d’une réactivité vagale réduite en présence d’une activité et d’une réactivité sympathique augmentées suggérant une altération sympathovagale dans l’HTA. Dans le groupe de sujets hypertendus traités (Trandolapril 2mg/jour), nous avons identifié un groupe de répondeurs au traitement par le Trandolapril et un groupe de non répondeurs à ce type de thérapie anti-hypertensive. Le groupe répondeur avait un profil hyper-adrénergique avec une hyper-réactivité sympathique, une fréquence cardiaque et des pressions artérielles diastolique et systolique plus élevées au repos. Dans le groupe total traité au Trandolapril, la densité des récepteurs ß2 adrénergiques a doublé, après thérapie, alors que la réactivité des basses fréquences obtenues à l’analyse spectrale a augmenté. Nous avons montré dans notre étude qu’un IECA a pu inhiber le mécanisme facilitateur de l’angII sur les terminaisons nerveuses sympathiques et a permis ainsi de réduire l’hyperactivité sympathique et le mécanisme de « down regulation » des récepteurs ß2 adrénergiques rendant ainsi l’expression de l’influence du SNA post synaptique plus efficace. Dans l’ensemble de nos protocoles cliniques, par l’utilisation de l’analyse spectrale des signaux RR, de la pression artérielle systolique,de la pression artérielle diastolique et de la respiration, nous avons montré que cette technique non invasive permet de décrire et de mieux comprendre les mécanismes physiologiques, physiopathologiques et pharmacologiques reliés au système nerveux autonome et à l’hypertension artérielle essentielle.

Étude moléculaire de la formation de complexes protéiques impliqués dans la signalisation des récepteurs couplés aux protéines G

La communication cellulaire est un phénomène important pour le maintien de l’homéostasie des cellules. Au court des dernières années, cette sphère de recherche sur la signalisation cellulaire a connue des avancées importantes au niveau de l’identification des acteurs principaux impliqués dans la reconnaissance extracellulaire des signaux, ainsi que la compréhension des voies de signalisation engagées par les cellules pour répondre aux facteurs extracellulaires. Malgré ces nouvelles informations, les diverses interrelations moléculaires entre les acteurs ainsi que les voies de signalisation cellulaire, demeurent mal comprises. Le transfert d’énergie de résonance de bioluminescence (BRET) permet la mesure d’interactions protéiques et peut être utilisé dans deux configurations, le BRET480-YFP (connu aussi comme le BRET1) et le BRET400-GFP (connu aussi en tant que BRET2). Suite à l’oxydation de son substrat, la luciférase de renilla peut transférer son énergie à une protéine fluorescente, uniquement si elles sont à proximité l’une de l’autre (≤100Å). La combinaison dans un seul essai des BRET480-YFP et BRET400-GFP, a permis de suivre trois paires d’interactions, sur une même population cellulaire. Par contre, l’utilisation de deux substrats pour la réaction de bioluminescence rend impossible la mesure simultanée des différents signaux de BRET, pour ce trois nouvelles configurations de BRET ont été mises au point en utilisant des nouvelles protéines fluorescentes. Ainsi deux des nouvelles couleurs de BRET ayant des émissions résolues, le BRET400-BFP et le BRET400mAmetrine ont pu être combinées pour mesurer l’engagement par un RCPG d’une protéine G, ainsi que l’accumulation du second messager. La combinaison de ces BRET a également permis de révéler la formation d’un complexe entre le récepteur α2A adrénergique (α2AAR), Gαi1, le dimère Gβγ ainsi que la kinase des récepteurs couplés aux protéines G (GRK2), suite à l’activation du récepteur. De plus, seule l’entrée de GRK2 semble être en mesure de causer la désensibilisation du α2AAR, en s’intercalant entre Gαi1 et Gβγ. Par contre, la stabilisation de l’interaction entre α2AAR et la β-arrestine2 semble nécessiter l’activité kinase de GRK2. Une autre étude a révélé l’importance de différentes Gα pour la mobilisation du calcium, suite à l’activation du récepteur aux opioïdes de type delta (DOR). Suite à la surexpression de Gα de la famille Gαq, il a été possible de mesurer une influence de ces Gα sur la mobilisation du calcium. Toutefois, cette réponse calcique mesurée en présence des Gαq demeure sensible aux prétraitements à la toxine de Bordetella pertussis, qui inhibe sélectivement l’activité des Gαi. De plus, la co-expression de Gαi et Gαq permet de potentialiser la mobilisation de calcium, démontrant une interrelation entre ces deux familles de protéine Gα, pour la signalisation du DOR. Afin de démontrer l’interrelation directe, des expériences de BRET ont été réalisées entre différentes Gα. En plus de montrer la formation de complexes sélectifs entre les Gα, les expériences de BRET réalisées en parallèle d’analyses de séquences de Gα, ont également mis à jour un site de sélectivité d’interaction entre les Gα, l’hélice α4. Suite à la transposition de cette hélice α4 de Gα12 sur Gαi1, qui normalement n’interagissent pas, il a été possible de forcer l’interaction entre Gα12 et Gαi1, confirmant ainsi que cette hélice α contient l’information permettant une sélectivité d’interaction. Au cours de cette thèse, il a été possible de générer de nouvelles méthodes de mesure d’interactions protéiques qui permettent de multiplexer différents signaux, ce qui a permis de mettre à jour de nouvelles interactions entre divers effecteurs de la signalisation de RCGP

Réactions d’ouverture d’aziridines Troc-protégées

Ce mémoire a comme sujet principal les réactions d’ouvertures d’aziridines et leur application synthétique. Notre groupe de recherche a récemment mis au point une méthode d’aziridination énantiosélective catalysée au cuivre à partir de N-tosyloxycarbamates qui permet d’obtenir une grande variété d’arylaziridines protégées avec un groupement carbamate. Or, même si le motif aziridine se retrouve dans certains produits naturels, l’intérêt de sa synthèse provient en partie de l’accès facile à différents composés contenant une fonction amine protégée qui peuvent être obtenus suite à l’ouverture d’aziridines par différents nucléophiles. L’ouverture nucléophile des aziridines fut largement explorée pour une variété de nucléophiles et d’aziridines. Toutefois, puisque les arylaziridines protégées par un groupement carbamate n’étaient auparavant pas disponibles, leur régio- et stéréosélectivité est encore méconnue. Nous présentons ici dans un premier temps, les résultats obtenus lors de l’ouverture de la p-nitrophénylaziridine protégée par un groupement Troc avec différents nucléophiles. Puis, suite à l’obtention de bonnes diastéréosélectivités lors de la synthèse d’aziridines avec le dérivé chiral PhTrocNHOTs, des réactions d’ouvertures ont été tentées avec la p-nitrophénylaziridine protégée avec un groupement PhTroc. Les conditions optimisées d’ouverture impliquent l’acide de Lewis BF3∙OEt2 (10 mol%) à 23 °C avec une variété de nucléophiles. Ces conditions ont été appliquées à l’ouverture d’une gamme d’aziridines protégées par le groupement PhTroc dont les résultats sont décrits dans cet ouvrage. Finalement, le dernier chapitre de ce mémoire rapporte l’utilisation de ces conditions dans la synthèse du (R)-Nifenalol, un agent beta-bloquant qui a démontré une activité en tant qu’antiangineux et antiarythmique.

Pro-fibrotic role of ERK3-MK5 during pressure-overload induced cardiac hypertrophy

Il y a 4 isoforme de p38 : α, β, δ, and γ. MK5, à l'origine identifié comme étant un régulateur de PRAK (Regulated/Activated Protein Kinase), est maintenant connu pour être activée par la protéine kinase p38 (qui est un mitogène activé par la protéine kinase, MAPK). Cette dernière est impliquée dans les mécanismes de fibrose et d'apoptose pendant l'hypertrophie cardiaque. De plus, MK5 est également activée par les MAPKs atypiques; ERK3 et ERK4. Bien qu’elles soient fortement exprimées dans le coeur, le rôle physiologique de MK5 et ERK3 demeure inconnu. Par conséquent, nous avons étudié l'effet de la constriction aortique transversale (TAC) – induisant un surcharge chronique de pression chez les souris hétèrozygotes knockout pour MK5 (MK5+/-) ou ERK3 (ERK3+/-) et pour leurs types sauvages (MK5+/+ et ERK3+/+). Deux sem post-TAC; le ratio de poids du coeur/poids corporel a été augmenté chez les 2 souris MK5+/- et MK5+/+. L'échocardiographie de la trans-thoracique démontre que la surcharge de pression a altéré la fonction diastolique du ventricule gauche chez MK5+/+, mais pas chez la souris MK5+/-. De plus, nous avons observé moins de dépôt de collagène, évalué par une coloration au trichrome de Masson, 2 et 3 sem post-TAC chez les souris MK5+/-. Parallèlement, le niveau de l’ARNm de collagène type1 alpha-1 a été significativement diminué dans les coeurs des souris MK5+/-, 2 et 3 sem post-TAC. De même, ERK3, mais pas ERK5 ni p38α, co-IP avec MK5 dans les 2 modèles des coeurs TAC; aigus ou chroniques. En revanche, l’ajout exogénique de GST-MK5 a abaissé ERK4 et p38α, mais pas ERK3 dans les lysâtes de coeur de souris. Par contre, GST-ERK3 et GST-p38α ne démontrent aucune co-IP avec MK5. Ces données suggèrent que dans le coeur seul ERK3, et non ERK4 ou p38α, est capable d’interagir avec, et réguler MK5. A niveau physiologique MK5 interagit entièrement avec ERK3 et par conséquent MK5 n’est pas disponible pour lier les protéines exogéniques. Les souris hétérozygotes pour ERK3 (ERK3+/-) ont également démontré une réduction ou une absence de collagène et une faible expression d’ARNm du collagène type1 alpha1, 3 sem post-TAC. Ces résultats démontrent un important rôle pro-fibrotique de la signalisation MK5-ERK3 pendant une surcharge chronique de pression.Nous avons également démontré 5 variant d'épissage de (MK5.1-5), y compris la forme originale (MK5.1). MK5.2 et MK5.5 subissent une délétion de 6 paires de base dans l’exon 12 : MK5.3 manque l'exon 12 : MK5.4 et MK5.5 manquent les exons 2-6. L'expression des ARNm des différents variant d'épissage a été vérifiée par PCR en temps réel (qPCR). Bien que l’expression est ubiquitaire, l'abondance relative de chaque variant était tissu-spécifique (coeur, rein, pancréas, muscle squelettique, poumon, foie, et cerveau). En plus, l'abondance relative des variant d’épissage varie pendant la surcharge de pression et le développement postnatal du coeur. En outre, l'immunofluorescence a indiqué que MK5.1-5.3 se localise au noyau alors que MK5.4-5.5 est situé au niveau cytoplasmic dans les cellules HEK 293 non stimulées. Suite à une stimulation avec l'anisomycin, un activateur de p38 MAPK, MK5.1-5.3 se translocalise du noyau au cytoplasme alors qu’une petite fraction de MK5.4-5.5 translocalise vers le noyau. Ces variant d'épissage peuvent diversifier la signalisation de MK5-ERK3 dans coeur, mais leur rôle exact oblige des recherches supplémentaires. Excepté l’isoforme δ, toutes les isoformes de p38 sont exprimées dans le coeur et la forme α est considérée comme étant l'isoforme dominante. L’analyse par qPCR et immunobuvardage de type western ont démontré que p38α et p38γ sont les deux isoformes prédominantes alors que p38β et p38δ sont exprimées aux mêmes niveaux dans le coeur de rat adulte. L'immunofluorescence a démontré que p38α et p38γ se trouvent dans le cytoplasme et le noyau. Cependant, suite à la surcharge par TAC, p38γ s'est accumulé dans noyau tandis que la distribution de p38α est demeurée inchangée. Ainsi, l'abondance de p38γ et sa translocalisation nucléaire suite à la surcharge de pression indique un rôle potentiel dans l'expression génique pendant le remodelage cardiaque. En conclusion, nous avons mis en évidence pour la première fois un rôle pro-fibrotique pour la signalisation MK5-ERK3 pendant une surcharge chronique de pression. D'ailleurs, les niveaux comparables d'expression de p38γ avec p38α, et la localisation différentielle de p38γ pendant la surcharge aiguë ou chronique de pression suggèrent différents rôles possibles pour ces isoformes pendant le remodelage hypertrophique cardiaque.

Plasticité synaptique dans l’aire tegmentaire ventrale : implication des endocannabinoïdes

Le système dopaminergique (DA) méso-corticolimbique du cerveau, qui prend son origine dans l'aire tegmentaire ventrale (ATV), est fortement impliqué dans les comportements motivés et la toxicomanie. Les drogues d'abus activent ce système et y induisent une plasticité synaptique de longue durée. Les neurones DA de l'ATV reçoivent sur leur arborisation dendritique une grande densité de terminaisons glutamatergiques. Les drogues d'abus induisent une potentialisation à long terme (PLT) de ces contacts glutamatergiques. La PLT est une augmentation prolongée de la transmission synaptique, qui semble sous-tendre la mémoire et l'apprentissage. Les endocannabinoïdes (ECs) sont des neurotransmetteurs qui agissent de façon rétrograde sur des récepteurs présynaptiques (CB1) pour diminuer la libération des neurotransmetteurs comme le glutamate. Les neurones libèrent les ECs à partir de leur compartiment somatodendritique suite à une stimulation des afférences et la dépolarisation membranaire qui s’ensuit. La neurotensine (NT) est un neuropeptide retrouvé de façon abondante dans le système DA du cerveau. Il a été découvert que la NT peut induire la libération des ECs dans le striatum. En faisant appel à une combinaison d’approches immunohistochimique, électrophysiologique et pharmacologique chez la souris, nous avons confirmé dans la première étude de cette thèse la présence des récepteurs CB1 sur les terminaisons glutamatergiques des neurones DA de l'ATV, et avons montré que leur activation induit une diminution de la libération de glutamate. Par ailleurs, nous avons montré que des trains de stimulation peuvent induire la libération des ECs. Nous avons découvert qu'en présence d'un antagoniste des récepteurs CB1, il y a facilitation de l’induction de la PLT. Cette observation suggère que les ECs ont un effet inhibiteur sur l’induction de la PLT, plutôt que sur son expression. Nous avons déterminé que le 2-arachidonoylglycerol (2-AG) est l’EC qui est principalement responsable de cette action inhibitrice. Finalement, la PLT induite en présence d’un antagoniste CB1 est aussi dépendante d'une activation des récepteurs NMDA du glutamate. Les travaux réalisés dans la deuxième étude de cette thèse ont montré que la NT est présente dans une sous-population de terminaisons axonales glutamatergiques dans l’ATV. Une application exogène de NT induit une diminution prolongée de l'amplitude des courants postsynaptiques excitateurs (CPSEs). Cette diminution est bloquée en présence d'un antagoniste non-sélectif des récepteurs à la NT, ainsi qu'en présence d'un antagoniste sélectif pour le récepteur de NT de type 1 (NTS1). Confirmant l’implication d’une production d’ECs, la baisse des CPSEs par la NT a été bloquée en présence d’un antagoniste des récepteurs CB1 ou d’un bloqueur de la synthèse de 2-AG. La chélation du calcium intracellulaire n'empêchait pas l’effet inhibiteur de la NT sur les CPSEs, cependant, l'inhibition des protéines G ou de la phospholipase C a complètement bloqué la dépression synaptique induite par la NT. Par ailleurs, nos travaux ont montré que la nature prolongée de la dépression synaptique induite par la NT exogène s’explique par une libération soutenue des ECs, et non pas à une activation prolongée des NTR. Finalement, notre observation qu’un antagoniste des récepteurs de la NT ne facilite pas l’induction de la PLT, comme le fait un antagoniste du récepteur CB1, suggère que la stimulation répétitive des afférences glutamatergiques nécessaire à l’induction de la PLT n’induit pas de libération des ECs via la libération de NT, nous permettant ainsi de conclure que la sécrétion de NT n'agit pas dans ces conditions comme un facteur de régulation négative de la PLT.