Liver lipid peroxidation and antioxidant capacity in cerulein-induced acute pancreatitis

The aim of this study was to evaluate the role of oxidative damage in pancreatitis-induced hepatic injury. Thirty-five rats were divided into five groups (each of 7 rats): control, cerulein (100 µg/kg body weight), cerulein and pentoxifylline (12 mg/kg body weight), cerulein plus L-NAME (10 mg/kg body weight) and cerulein plus L-arginine (160 mg/kg body weight). The degree of hepatic cell degeneration differed significantly between groups. Mean malondialdehyde levels were 7.00 ± 2.29, 20.89 ± 10.13, 11.52 ± 4.60, 18.69 ± 8.56, and 8.58 ± 3.68 nmol/mg protein for the control, cerulein, pentoxifylline, L-NAME, and L-arginine groups, respectively. Mean catalase activity was 3.20 ± 0.83, 1.09 ± 0.35, 2.05 ± 0.91, 1.70 ± 0.60, and 2.85 ± 0.47 U/mg protein for the control, cerulein, pentoxifylline, L-NAME, and L-arginine groups, respectively, and mean glutathione peroxidase activity was 0.72 ± 0.25, 0.33 ± 0.09, 0.37 ± 0.04, 0.34 ± 0.07 and 0.42 ± 0.1 U/mg protein for the control, cerulein, pentoxifylline, L-NAME, and L-arginine groups, respectively. Cerulein-induced liver damage was accompanied by a significant increase in tissue malondialdehyde levels (P < 0.05) and a significant decrease in catalase (P < 0.05) and GPx activities (P < 0.05). L-arginine and pentoxifylline, but not L-NAME, protected against this damage. Oxidative injury plays an important role not only in the pathogenesis of AP but also in pancreatitis-induced hepatic damage.

Water extracts of cabbage and kale inhibit ex vivo H2O2-induced DNA damage but not rat hepatocarcinogenesis

The chemopreventive potential of water extracts of the Brassica vegetables cabbage and kale was evaluated by administering their aqueous extracts in drinking water ad libitum to Wistar rats submitted to Ito’s hepatocarcinogenesis model (CB group and K group, respectively - 14 rats per group). Animals submitted to this same model and treated with water were used as controls (W group - 15 rats). Treatment with the vegetable extracts did not inhibit (P > 0.05) placental glutathione S-transferase-positive preneoplastic lesions (PNL). The number of apoptotic bodies did not differ (P > 0.05) among the experimental groups. Ex vivo hydrogen peroxide treatment of rat livers resulted in lower (P < 0.05) DNA strand breakage in cabbage- (107.6 ± 7.8 µm) and kale- (110.8 ± 10.0 µm) treated animals compared with control (120.9 ± 12.7 µm), as evaluated by the single cell gel (comet) assay. Treatment with cabbage (2 ± 0.3 µg/g) or kale (4 ± 0.2 µg/g) resulted in increased (P < 0.05) hepatic lutein concentration compared with control (0.5 ± 0.07 µg/g). Despite the absence of inhibitory effects of cabbage and kale aqueous extracts on PNL, these Brassica vegetables presented protection against DNA damage, an effect possibly related to increased hepatic lutein concentrations. However, it must be pointed out that the cause-effect relationship between lutein levels and protection is hypothetical and remains to be demonstrated.

The inflammatory stimulus of a natural latex biomembrane improves healing in mice

The aim of the present study was to compare healing obtained with biomembranes with the natural healing process (sham) using biochemical and immunohistological assays. C57BL/6 mice were divided into 4 groups of 15 mice each and received different subcutaneous implants: natural latex biomembrane (NLB), denatured latex (DL), expanded polytetrafluorethylene (ePTFE), or sham. On the 2nd, 7th, and 14th days post-treatment, 5 mice per group were sacrificed and biopsied for the following measurements: oxidative stress based on malondialdehyde (MDA), myeloperoxidase (MPO) and hydrogen peroxide by the method of ferrous oxidation-xylenol orange (FOX), as well as glutathione and total proteins; histological evaluation to enumerate inflammatory cells, fibroblasts, blood vessels, and collagen, and immunohistochemical staining for inducible nitric oxide synthase, interleukin-1β, vascular endothelial growth factor (VEGF), and transforming growth factor-β1 (TGF-β1). On day 2 post-treatment, NLB stimulated a dense inflammatory infiltrate mainly consisting of polymorphonuclear cells, as indicated by increased MPO (P < 0.05), but oxidative stress due to MDA was not observed until the 7th day (P < 0.05). The number of blood vessels was greater in NLB (P < 0.05) and DL (P < 0.05) mice compared to sham animals on day 14. NLB induced fibroplasia by day 14 (P < 0.05) with low expression of TGF-β1 and collagenesis. Thus, NLB significantly induced the inflammatory phase of healing mediated by oxidative stress, which appeared to influence the subsequent phases such as angiogenesis (with low expression of VEGF) and fibroplasia (independent of TGF-β1) without influencing collagenesis.

Protective effects of organoselenium compounds against methylmercury-induced oxidative stress in mouse brain mitochondrial-enriched fractions

We evaluated the potential neuroprotective effect of 1-100 µM of four organoselenium compounds: diphenyl diselenide, 3’3-ditri-fluoromethyldiphenyl diselenide, p-methoxy-diphenyl diselenide, and p-chloro-diphenyl diselenide, against methylmercury-induced mitochondrial dysfunction and oxidative stress in mitochondrial-enriched fractions from adult Swiss mouse brain. Methylmercury (10-100 µM) significantly decreased mitochondrial activity, assessed by MTT reduction assay, in a dose-dependent manner, which occurred in parallel with increased glutathione oxidation, hydroperoxide formation (xylenol orange assay) and lipid peroxidation end-products (thiobarbituric acid reactive substances, TBARS). The co-incubation with diphenyl diselenide (100 µM) completely prevented the disruption of mitochondrial activity as well as the increase in TBARS levels caused by methylmercury. The compound 3’3-ditrifluoromethyldiphenyl diselenide provided a partial but significant protection against methylmercury-induced mitochondrial dysfunction (45.4 ± 5.8% inhibition of the methylmercury effect). Diphenyl diselenide showed a higher thiol peroxidase activity compared to the other three compounds. Catalase blocked methylmercury-induced TBARS, pointing to hydrogen peroxide as a vector during methylmercury toxicity in this model. This result also suggests that thiol peroxidase activity of organoselenium compounds accounts for their protective actions against methylmercury-induced oxidative stress. Our results show that diphenyl diselenide and potentially other organoselenium compounds may represent important molecules in the search for an improved therapy against the deleterious effects of methylmercury as well as other mercury compounds.

Lipid peroxidation, detoxification capacity, and genome damage in mice after transplacental exposure to pharmaceutical drugs

Data on genome damage, lipid peroxidation, and levels of glutathione peroxidase (GPX) in newborns after transplacental exposure to xenobiotics are rare and insufficient for risk assessment. The aim of the current study was to analyze, in an animal model, transplacental genotoxicity, lipid peroxidation, and detoxification disturbances caused by the following drugs commonly prescribed to pregnant women: paracetamol, fluconazole, 5-nitrofurantoin, and sodium valproate. Genome damage in dams and their newborn pups transplacentally exposed to these drugs was investigated using the in vivo micronucleus (MN) assay. The drugs were administered to dams intraperitoneally in three consecutive daily doses between days 12 and 14 of pregnancy. The results were correlated, with detoxification capacity of the newborn pups measured by the levels of GPX in blood and lipid peroxidation in liver measured by malondialdehyde (HPLC-MDA) levels. Sodium valproate and 5-nitrofurantoin significantly increased MN frequency in pregnant dams. A significant increase in the MN frequency of newborn pups was detected for all drugs tested. This paper also provides reference levels of MDA in newborn pups, according to which all drugs tested significantly lowered MDA levels of newborn pups, while blood GPX activity dropped significantly only after exposure to paracetamol. The GPX reduction reflected systemic oxidative stress, which is known to occur with paracetamol treatment. The reduction of MDA in the liver is suggested to be an unspecific metabolic reaction to the drugs that express cytotoxic, in particular hepatotoxic, effects associated with oxidative stress and lipid peroxidation.

Partial chemical and functional characterization of milk whey products obtained by different processes

Whey protein samples (S-1 to S-5) were tested in vivo and in vitro for nutritional properties and selected bioactivities. Weanling male Wistar rats fed modified AIN-93G (12 g protein.100 g-1) diets for 21 days were used the in vivo studies. The nutritional parameters did not differ among the protein diets tested. Erythrocyte glutathione content was considered high and was higher for S-3, but liver glutathione was the same for all dietary groups. For S-3, cytokine secretion (IL-10 and TNF-α) by human peripheral blood mononuclear cells (in RPMI-1640 medium) was higher in the absence of antigen than in the presence of BCG antigen. Interleukin-4 secretion was repressed in all treatments. The IC50, whey protein concentration required to inhibit 50% of the melanoma cell proliferation, was 2.68 mg.mL-1 of culture medium for the S-3 sample and 3.66 mg.mL-1 for the S-2 sample. Based on these results, it was concluded that S-3 (whey protein concentrate enriched with TGF-β and lactoferrin) produced better nutritional and immunological responses than the other products tested.

Influence of levels and forms of selenium associated with levels of vitamins C and E on the performance, yield and composition of tilapia fillet

The objective of this study was to evaluate the influence of vitamin C (VC), vitamin E (VE), and two selenium sources on the performance, yield, and composition of Nile tilapia fillet. The experiment was conducted in a completely randomized design consisting of six treatments with the addition of 100, 200, and 400 mg kg-1 VC and VE and 0.1, 0.2, and 0.4 of two sources of selenium. Each treatment had five replicates of 30 fish each. The diet with 200 mg kg-1 VC and VE + 0.2 mg.k-1 organic selenium resulted in weight gain, length gain, and feed conversion ratio similar to that of the treatment with 400 mg kg-1 VC and VE + 0.4 mg kg-1 organic or inorganic selenium. The addition of organic selenium to the diet improved the weight gain and feed conversion ratio in comparison with the addition of inorganic selenium. The diet with 0.2 mg kg-1 organic selenium showed glutathione peroxidase level equal to the diet with 0.4 mg kg-1 of inorganic selenium. Carcass and fillet yields were not affected by treatments; however, there was treatment effect on the fillet's chemical composition.

Selenium plasma levels in hemodialysis patients: Comparison between North and Southeast of Brazil

Introduction: Patients with chronic kidney disease present selenium (Se) plasma deficiency which is an essential trace element with important biological functions and, the best known biological role is attributed to its presence in the antioxidant enzyme, glutathione peroxidase (GPx). The Se content of foods depends on soil and some authors have suggested that Amazon soil (North Brazilian region) has high Se concentrations when compared to other regions of Brazil. Objective: The objective of this work was to compare the Se status in hemodialysis (HD) patients from North and Southeast of Brazil. Methods: Thirty-eight patients from Southeast region (22 men and 16 women, 15% diabetic, 53.5 ± 26.4 yrs) were compared to 40 patients from North region (28 men and 12 women, 22.5% diabetic, 63.5 ± 11.9 yrs). Se in plasma was determined through atomic absorption spectrophotometry with hydride generation. Results: The plasma Se levels in patients from Southeast region were significantly lower (17.5 ± 11.9 μg/L) when compared to patients from the North (37.1 ± 15.8 μg/L) (p < 0.001). However, both patient groups presented low Se plasma levels when compared to recommended values (60- 120 μg/L). There was no correlation between plasma Se levels and analyzed parameters. Conclusion: We concluded that patients from North (Amazon) region present higher plasma Se levels when compared to the patients from Southeast of Brazil. However, independently of the region, HD patients presented Se deficiency.

Biomarkers, medical treatment and fetal intrapartum surveillance in intrahepatic cholestasis of pregnancy

Intrahepatic cholestasis of pregnancy (ICP) is a pregnancy-specific disorder characterized by maternal pruritus and elevated liver enzymes. It usually begins in the third trimester of pregnancy and resolves spontaneously after delivery. ICP is considered benign for the pregnant woman, but it is associated with an increased risk for unexplained term stillbirth and preterm delivery. There are no specific laboratory markers to diagnose ICP. The diagnosis is currently based on the presence of maternal pruritus and elevated values of alanine aminotransaminases (ALT) and serum bile acids (BA). Recently, ursodeoxycholic acid (UDCA) has been used for treatment. Mechanisms leading to intrauterine fetal death (IUFD) may be multifactorial and are unknown at present. For this thesis, 415 pregnant women with ICP were studied. The aim was to evaluate the value of the liver enzyme glutathione S-transferase alpha (GSTA) as a specific marker of ICP and to assess the effect of maternal UDCA therapy on maternal laboratory values and fetal outcome. The specific markers predisposing the fetus to heart arrhythmia were studied by comparing waveform analysis of fetal electrocardiograms (FECG) during labor in pregnancies complicated by ICP with controls. The levels of maternal GSTA were high and the values correlated with the value of ALT in patients with ICP. UDCA therapy reduced the values of the liver enzymes and alleviated maternal pruritus, but it did not influence maternal hormonal values. Although the newborns experienced an uneventful perinatal outcome, severe ICP was still associated with preterm birth and admission to the neonatal intensive care unit (NICU). There were no significant differences in intrapartum FECG findings between fetuses born to ICP women and controls.

Mechanism of tocopherol transfer by human α-tocopherol transfer protein (α-hTTP)

Vitamin E is a well known fat soluble chain breaking antioxidant. It is a general tenn used to describe a family of eight stereoisomers of tocopherols. Selective retention of a-tocopherol in the human circulation system is regulated by the a -Tocopherol Transfer Protein (a-TIP). Using a fluorescently labelled a-tocopherol (NBD-a-Toc) synthesized in our laboratory, a fluorescence resonance energy transfer (FRET) assay was developed to monitor the kinetics of ligand transfer by a-hTTP in lipid vesicles. Preliminary results implied that NBD-a-Toe simply diffused from 6-His-a-hTTP to acceptor membranes since the kinetics of transfer were not responsive to a variety of conditions tested. After a series of trouble shooting experiments, we identified a minor contaminant, E coli. outer membrane porin F (OmpF) that co-purified with 6-His-a-hTTP from the metal affinity column as the source of the problem. In order to completely avoid OmpF contamination, a GST -a-hTTP fusion protein was purified from a glutathione agarose column followed by an on-column thrombin digestion to remove the GST tag. We then demonstrated that a-hTTP utilizes a collisional mechanism to deliver its ligand. Furthennore, a higher rate of a-tocopherol transfer to small unilamellar vesicles (SUV s) versus large unilamellar vesicles (LUV s) indicated that transfer is sensitive to membrane curvature. These findings suggest that ahTTP mediated a-Toc transfer is dominated by the hydrophobic nature of a-hTTP and the packing density of phospholipid head groups within acceptor membranes. Based on the calculated free energy change (dG) when a protein is transferred from water to the lipid bilayer, a model was generated to predict the orientation of a-hTTP when it interacts with lipid membranes. Guided by this model, several hydrophobic residues expected to penetrate deeply into the bilayer hydrophobic core, were mutated to either aspartate or alanine. Utilizing dual polarization interferometry and size exclusion vesicle binding assays, we identified the key residues for membrane binding to be F 165, F 169 and 1202. In addition, the rates of ligand transfer of the u-TTP mutants were directly correlated to their membrane binding capabilities, indicating that membrane binding was likely the rate limiting step in u-TTP mediated transfer of u-Toc. The propensity of u-TTP for highly curved membrane provides a connection to its colocalization with u-Toc in late endosomes.

Investigation into the relationships between molecular chaperones, mitochondrial antioxidant enzymes, and endothermic vertebrate longevity

The maximum lifespan (MLSP) of endothermic vertebrates can range from as little as a year to over two centuries, yet the underlying phenotype of aging is very similar amongst this group of organisms. One organelle that may be important in the phenotype of aging is the mitochondrion. When damaged, this organelle is thought to contribute to many of the neurodegenerative diseases of aging. For this thesis, mitochondria from brain tissues of 7 mammalian and 2 avian species were isolated to assess whether the antioxidant glutathione system and major molecular chaperone, HSP60, is correlated to species MLSP. Furthermore, HSP60, and the major endoplasmic reticulum chaperone, GRP78, were measured under basal conditions, and following the introduction of an oxidative stress (hydrogen peroxide) in cultured mammalian myoblasts from 10 different species. My results indicate that the enzymes involved in the glutathione defense system are not correlated to species MLSP in brain mitochondria; however HSP60 levels are indeed higher in the longer-lived species. HSP60 levels are also higher at the basal level in cultured mammalian myoblasts and after 1 hour of hydrogen peroxide exposure. GRP78 induction is not correlated to species MLSP at the basal level or following hydrogen peroxide exposure. Therefore, these results suggest that HSP60 is a correlate of longevity in endothermic vertebrate species, but neither the glutathione antioxidant defense system, nor GRP78, correlates to species longevity.

Contamination des solutions d’hyper-alimentation intraveineuses (HAIV) néonatales, effet de l’ascorbylperoxyde au foie

Introduction : Chez les nouveau-nés prématurés, l’hyper-alimentation intraveineuse (HAIV) contribue à leur survie, mais elle est aussi une source importante de molécules oxydantes. L’absence d’une protection adéquate contre la lumière ambiante génère in vitro, via la photo-excitation de la riboflavine, du H2O2, des peroxydes organiques et un dérivé peroxydé de la vitamine C, l’ascorbylperoxyde (AscOOH). Plusieurs données du laboratoire associent l’infusion d’HAIV à des désordres lipidiques dans notre modèle animal. L’hypothèse est donc que l’AscOOH a un pouvoir oxydant et est responsable de certains des effets biologiques observés. Mes objectifs sont les suivants : 1) développer une méthode de dosage de l’AscOOH; 2) démontrer, à l’aide du modèle animal bien établi au laboratoire, des relations entre la concentration tissulaire de cette molécule et des paramètres métaboliques et l’état redox au foie et dans la circulation; et 3) confirmer l’effet physiologique de l’AscOOH dans un modèle cellulaire. Méthode : Différents étalons internes potentiels ont été testés pour le dosage de l’AscOOH par spectrométrie de masse après séparation sur HPLC (LC-MS). Les phases mobiles et conditions chromatographiques ont été optimisées. Pour l’objectif 2, des cobayes de 3 jours de vie (n=11) ont reçu par voie intraveineuse une dose d’AscOOH (entre 0 et 3,3mM). Les animaux ont été sacrifiés au 4e jour de traitement pour le prélèvement de tissus. Les concentrations tissulaires d’AscOOH ont été déterminées au LC-MS. La triglycéridémie et la cholestérolémie ont été mesurées à l’aide d’un kit commercial par spectrophotométrie. Le glutathion oxydé et réduit ont été mesurés par électrophorèse capillaire. Les relations linéaires obtenues sont exprimées par le ratio des carrés (r2), et traitées par ANOVA. Résultats : La validation du dosage de l’AscOOH par LC-MS a été réalisée. Chez les animaux, la concentration urinaire d’AscOOH par créatinine corrèle positivement avec la dose reçue, négativement avec la lipidémie, et négativement avec le redox sanguin et érythrocytaire, indiquant un milieu moins oxydé. Conclusion : La concentration urinaire d’AscOOH peut donc être un reflet de l’oxydation de l’HAIV en clinique. Nos données chez l’animal suggèrent une interaction de l’AscOOH avec le métabolisme hépatique produisant une chute de la concentration plasmatique de cholestérol et de triglycérides. Le modèle cellulaire n’a pas permis d’élucider le mécanisme moléculaire de l’action de l’AscOOH sur le métabolisme.

L’impact d’une diète néonatale déficiente en nutriments essentiels à la défense antioxydante sur le métabolisme énergétique à long terme

Les prématurés subissent un stress oxydant qui résulte d’une défense antioxydante faible et/ou d’une charge oxydante. Des données suggèrent qu’un stress oxydant peut affecter le métabolisme énergétique et mener au syndrome métabolique. Hypothèse: Une faible défense antioxydante tôt dans la vie est suffisante pour affecter le métabolisme énergétique à long terme. Méthodes: Quatre groupes de cobayes (n=21) ont reçu entre leurs 3e et 7e jours de vie une diète standard (C-1sem, C-14sem) ou une diète déficiente (DC-1sem, DC-14sem). À 7 jours, les groupes C-1sem et DC-1sem ont été sacrifiés, le plasma et le foie collectés. Les groupes C-14sem et DC-14sem ont reçu la diète standard jusqu’à 14sem de vie. La glycémie et les triglycérides plasmatiques ont été mesurés à 1, 3, 11, et 13-14sem. La tolérance au glucose a été évaluée à 13sem. Les antioxydants hépatiques et les protéines régulant le métabolisme énergétique ont été analysés à 1 et 14sem. Résultats: Un statut redox oxydé du glutathion était associé avec la diète déficiente et était maintenu oxydé au moins jusqu’à 14sem (p<0.01). Les faibles niveaux de triglycérides plasmatiques et de glycémies, ainsi qu’une meilleure tolérance au glucose à 14sem (p<0.05) étaient associés avec un statut redox plus oxydé. Conclusion: Le faible taux de glutathion observé chez les prématurés a été reproduit dans notre modèle. Puisque nos données suggèrent un rôle protecteur d’un redox plus oxydé et que l’environnement redox est un important régulateur métabolique influençant le développement, il faudrait faire attention avant d’initier des traitements antioxydants agressifs chez les prématurés.

Les gènes et protéines BSP chez la souris et l’humain : clonage, caractérisation, expression sous forme recombinante et étude des fonctions biologiques

L’infertilité affecte environ 15% des couples en âge de se reproduire. Dans près de la moitié des cas, des facteurs masculins sont à la base de l’infertilité, quoique les causes exactes demeurent souvent inconnues. Les spermatozoïdes de mammifères subissent une série d’étapes de maturation avant d’acquérir la capacité de féconder un ovocyte. Les premiers changements ont lieu à l’intérieur de l’épididyme, où les spermatozoïdes gagnent la capacité de se mouvoir ainsi que de reconnaître et d’interagir avec l’ovocyte. Suite à l’éjaculation, ils doivent subir une seconde série de modifications à l’intérieur du tractus génital femelle, nommée capacitation. Nous avons préalablement démontré que chez le bovin, la famille de protéines BSP (Binder of SPerm) est essentielle à la capacitation. Des homologues des BSP ont aussi été isolés du fluide séminal de porc, de bouc, de bélier, de bison et d’étalon. Malgré la détection d’antigènes apparentés aux BSP dans le fluide séminal de souris et d’humain, les homologues des BSP n’ont jamais été caractérisés chez ces espèces. Nous avons émis l’hypothèse que des homologues des BSP seraient exprimés chez la souris et l’humain et joueraient un rôle dans la maturation des spermatozoïdes. Nous avons démontré que des séquences homologues aux BSP sont présentes dans les génomes murin et humain. Le génome murin contient trois séquences; Bsph1, Bsph2a et Bsph2b, tandis qu’une seule séquence (BSPH1) a été identifée chez l’humain. Les séquences d’ADNc de Bsph1, Bsph2a et BSPH1 ont été clonées, tandis que Bsph2b serait probablement un pseudogène. Les trois gènes sont exprimés uniquement dans l’épididyme et font partie d’une sous-famille distincte à l’intérieur de la famille des BSP. Chez les ongulés, les BSP sont exprimées par les vésicules séminales, sont ajoutées aux spermatozoïdes lors de l’éjaculation et représentent une proportion significative des protéines du plasma séminal. Au contraire, les BSP épididymaires ne sont retrouvées qu’en faibles quantités dans le fluide séminal. L’étude de leur rôle dans les fonctions spermatiques était donc plus difficile que chez les ongulés, où l’isolement des protéines natives du plasma séminal à l’aide de techniques de chromatographie était possible. Afin d’étudier sa fonction, nous avons exprimé BSPH1 recombinante dans E. coli. Les ponts disulfure des domaines de type-II caractéristiques de ces protéines ont fait en sorte que l’expression de BSPH1 fusionnée à une étiquette hexahistidine ou glutathion-S-transférase a donné lieu à des protéines insolubles dans les corps d’inclusion. La production de BSPH1 soluble a été possible grâce à l’ajout d’une étiquette thiorédoxine et l’expression dans une souche au cytoplasme oxidatif. BSPH1 a été purifiée par affinité et sa liaison aux partenaires connus des BSP, la phosphatidylcholine, les lipoprotéines de faible densité et la membrane des spermatozoïdes, suggérait que la protéine recombinante possédait sa conformation native et pouvait être utilisée pour des essais fonctionnels. La forme native de BSPH1 a été détectée dans le plasma séminal humain suite au fractionnement par gel filtration. La liaison de BSPH1 native à une colonne d’affinité à l’héparine a indiqué qu’elle partage aussi cette propriété de liaison avec la famille des BSP, et pourrait lier les GAGs semblables à l’héparine du tractus génital féminin. Une colonne d’immunoaffinité anti-BSPH1 a été préparée à l’aide d’anticorps générés contre des protéines recombinantes, et a permis d’isoler BSPH1 native à partir d’extraits de spermatozoïdes humains. Nos résultats montrent que BSPH1 native serait localisée dans les microdomaines « rafts » de la membrane. Sa masse moléculaire apparente était de 32 kDa, ce qui est supérieur à la masse prédite selon sa séquence en acides aminés, indiquant la présence probable de modifications post-traductionnelles, ou d’une migration anormale. L’effet de BSPH1 recombinante et des anticorps anti-BSPH1 sur la motilité, la viabilité et la capacitation a aussi été étudié. Les deux dernières variables ont été mesurées par un essai de cytométrie en flux, optimisé dans cette étude. Aucun effet des protéines recombinantes ou des anticorps sur la motilité et la viabilité des spermatozoïdes n’a été noté. Quoiqu’une stimulation modeste, quoique significative, de la capacitation ait été observée à la plus faible concentration de BSPH1, les concentrations plus élevées n’ont pas montré d’effet. De la même manière, les anticorps anti-BSPH1 n’ont pas eu d’effet significatif sur la capacitation. Ces résultats suggèrent que BSPH1 produite dans E. coli n’affecte pas la capacitation de façon marquée. Cependant, puisque BSPH1 native possède probablement des modifications post-traductionnelles, une protéine recombinante produite dans des cellules de mammifères pourrait affecter les fonctions spermatiques. De manière alternative, les BSP épididymaires remplissent peut-être un rôle différent dans les fonctions spermatiques que celles sécrétées par les vésicules séminales des ongulés. Les résultats décrits dans cette thèse pourraient contribuer à améliorer le diagnostic de l’infertilité masculine, ainsi que les techniques de reproduction assistée et éventuellement, pourraient mener au développement de contraceptifs masculins.

Importance du stress oxydant dans le diabète secondaire à la fibrose kystique

Introduction : La fibrose kystique (FK) est une maladie génétique mortelle qui touche principalement les poumons et l’appareil digestif. Elle est causée par des mutations sur le gène codant la protéine du CFTR, un canal chlore exprimé à la surface des organes à sécrétions exocrines. Les fonctions principales du CFTR sont les suivantes: 1) la régulation de l’homéostasie ionique des sécrétions; 2) le maintien de la fluidité des sécrétions et; 3) le transport du glutathion. Le dysfonctionnement de la protéine du CFTR rend les sécrétions visqueuses et épaisses, avec des phénomènes obstructifs qui sont responsables de l’apparition de fibrose au sein des divers organes. Dans le poumon, l’accumulation du mucus épais rend difficile l’élimination des bactéries inhalées, ces dernières établissent alors des cycles d’infection qui endommagent les tissus pulmonaires à travers des processus inflammatoires. Dans le tube digestif, le mucus épais entrave l’absorption d’une quantité suffisante d’éléments nutritifs incluant les principaux antioxydants. L’infection et l’inflammation des poumons favorisent l’apparition d’un stress oxydant qui détruit davantage le tissu pulmonaire. Le déficit en glutathion, probablement lié au dysfonctionnement de la proteine du CFTR, et la malabsorption des antioxydants favorisent l’augmentation du stress oxydant. Une augmentation du stress oxydant a été démontrée au cours du diabète et les produits dérivés du stress oxydant ont été mis en évidence dans la pathogenèse des complications associées au diabète. Une augmentation du stress oxydant a également été montrée durant la FK, mais sans pour autant expliquer la survenue du diabète secondaire à la FK dont la prévalence augmente sans cesse. Objectifs : Notre étude consiste à évaluer l’impact du stress oxydant dans les anomalies du métabolisme du glucose durant la FK, et à étudier son rôle dans les mécanismes de sécrétion d’insuline induite par le glucose. Pour ce faire, nous avons déterminé l’impact de la peroxydation lipidique sur la tolérance au glucose et la défense antioxydante globale, in vivo, chez des patients FK présentant une altération du métabolisme du glucose. De plus, nous avons évalué le rôle du stress oxydatif sur la synthèse et la sécrétion d’insuline, in vitro, dans les cellules pancréatiques βTC-tet. Résultats : Dans l’étude in vivo, nous avons démontré que l’intolérance au glucose et le diabète étaient associés à une augmentation de la peroxydation lipidique, traduite par la hausse des niveaux sanguins de 4-hydroxynonenal lié aux protéines (HNE-P). La défense antioxydante évaluée par la mesure du glutathion sanguin démontre que les niveaux de glutathion oxydé restent également élevés avec l’intolérance au glucose. Dans l’étude in vitro, nos résultats ont mis en évidence que l’exposition de la cellule βTC-tet au stress oxydant: 1) induit un processus de peroxydation lipidique; 2) augmente la sécrétion basale d’insuline; 3) diminue la réponse de la sécrétion d’insuline induite par le glucose; et 4) n’affecte que légèrement la synthèse de novo de l’insuline. Nous avons aussi démontré que les cellules pancréatiques βTC-tet résistaient au stress oxydant en augmentant leur synthèse en glutathion tandis que la présence d’un antioxydant exogène pouvait restaurer la fonction sécrétoire de ces cellules. Conclusion : Le stress oxydant affecte le fonctionnement de la cellule pancréatique β de plusieurs manières : 1) il inhibe le métabolisme du glucose dont les dérivés sont nécessaires à la sécrétion d’insuline; 2) il active la voie de signalisation impliquant les gènes pro-inflammatoires et; 3) il affecte l’intégrité membranaire en induisant le processus de peroxydation lipidique.