Phenotypic and molecular characterization of the onset of neuropathy in rodent models of diabetes mellitus

Abstract : The principal focus of this work was to study the molecular changes leading to the development of diabetic peripheral neuropathy (DPN). DPN is the most common complication associated with both type I and II diabetes mellitus (DM). This pathology is the leading cause of non-traumatic amputations. Even though the pathological and morphological changes underlying DPN are relatively well described, the implicated molecular mechanisms remain poorly understood. The following two approaches were developed to study the development of DPN in a rodent model of DM type I. As a first approach, we studied the implication of lipid metabolism in DPN phenotype, concentrating on Sterol Response Element Binding Protein (SREBP)-lc which is the key regulator of storage lipid metabolism. We showed that SREBP-1c was expressed in peripheral nerves and that its expression profile followed the expression of genes involved in storage lipid metabolism. In addition, the expression of SREBP-1c in the endoneurium of peripheral nerves was dependant upon nutritional status and this expression was also perturbed in type I diabetes. In line with this, we showed that insulin elevated the expression of SREBP-1c in primary cultured Schwann cells by activating the SREBP-1c promoter. Taken together, these findings reveal that SREBP-1c expression in Schwann cells responds to metabolic stimuli including insulin and that this response is affected in type I diabetes mellitus. This suggests that disturbed SREBP-1c regulated lipid metabolism may contribute to the pathophysiology of DPN. As a second approach, we performed a comprehensive analysis of the molecular changes associated with DPN in the Akital~1~+ mouse which is a model of spontaneous early-onset type I diabetes mellitus. This mouse expresses a mutated non-functional isoform of insulin, leading to hypoinsulinemia and hyperglycaemia. To determine the onset of DPN, weight, blood glucose and motor nerve conduction velocity (MNCV) were measured in Akital+/+ mice during the first three months of life. A decrease in MNCV was evident akeady one week after the onset of hyperglycemia. To explore the molecular changes associated with the development of DPN in these mice, we performed gene expression profiling using sciatic nerve endoneurium and dorsal root ganglia (DRG) isolated from early diabetic male Akita+/+ mice and sex-matched littermate controls. No major transcriptional changes were detected either in the DRG or in the sciatic nerve endoneurium. This experiment indicates that the phenotypic changes observed during the development of DPN are not correlated with major transcriptional alterations, but mainly with alterations at the protein level. Résumé Lors ce travail, nous nous sommes intéressés aux changements moléculaires aboutissant aux neuropathies périphériques dues au diabète (NPD). Les NPD sont la complication la plus commune du diabète de type I et de type II. Cette pathologie est une cause majeure d'amputations. Même si les changements pathologiques et morphologiques associés aux NPD sont relativement bien décrits, les mécanismes moléculaires provoquant cette pathologie sont mal connus. Deux approches ont principalement été utilisées pour étudier le développement des NPD dans des modèles murins du diabète de type I. Nous avons d'abord étudié l'impact du métabolisme des lipides sur le développement des NPD en nous concentrant sur Sterol Response Element Binding Protein (SREBP)-1 c qui est un régulateur clé des lipides de stockage. Nous avons montré que SREBP-1 c est exprimé dans les nerfs périphériques et que son profil d'expression suit celui de gènes impliqués dans le métabolisme des lipides de stockage. De plus, l'expression de SREBP-1c dans l'endoneurium des nerfs périphériques est dépendante du statut nutritionnel et est dérégulée lors de diabète de type I. Nous avons également pu montrer que l'insuline augmente l'expression de SREBP-1c dans des cultures primaires de cellules de Schwann en activant le promoteur de SREBP-1c. Ses résultats démontrent que l'expression de SREBP-1c dans les cellules de Schwann est contrôlée par des stimuli métaboliques comme l'insuline et que cette réponse est affectée dans le cas d'un diabète de type I. Ces données suggèrent que la dérégulation de l'expression de SREBP-1c lors du diabète pourrait affecter le métabolisme des lipides et ainsi contribuer à la pathophysiologie des NPD. Comme seconde approche, nous avons réalisé une analyse globale des changements moléculaires associés au développement des NPD chez les souris Akita+/+, un modèle de diabète de type I. Cette souris exprime une forme mutée et non fonctionnelle de l'insuline provoquant une hypoinsulinémie et une hyperglycémie. Afin de déterminer le début du développement de la NPD, le poids, le niveau de glucose sanguin et la vitesse de conduction nerveuse (VCN) ont été mesurés durant les 3 premiers mois de vie. Une diminution de la VCN a été détectée une semaine seulement après le développement de l'hyperglycémie. Pour explorer les changements moléculaires associés avec le développement des NPD, nous avons réalisé un profil d'expression de l'endoneurium du nerf sciatique et des ganglions spinaux isolés à partir de souris Akital+/+ et de souris contrôles Akita+/+. Aucune altération transcriptionnelle majeure n'a été détectée dans nos échantillons. Cette expérience suggère que les changements phénotypiques observés durant le développement des NPD ne sont pas corrélés avec des changements importants au niveau transcriptionnel, mais plutôt avec des altérations au niveau protéique. Résumé : Lors ce travail, nous nous sommes intéressés aux changements moléculaires aboutissant aux neuropathies périphériques dues au diabète (NPD). Les NPD sont la complication la plus commune du diabète de type I et de type II. Cette pathologie est une cause majeure d'amputations. Même si les changements pathologiques et morphologiques associés aux NPD sont relativement bien décrits, les mécanismes moléculaires provoquant cette pathologie sont mal connus. Deux approches ont principalement été utilisées pour étudier le développement des NPD dans des modèles murins du diabète de type I. Nous avons d'abord étudié l'impact du métabolisme des lipides sur le développement des NPD en nous concentrant sur Sterol Response Element Binding Protein (SREBP)-1c qui est un régulateur clé des lipides de stockage. Nous avons montré que SREBP-1 c est exprimé dans les nerfs périphériques et que son profil d'expression suit celui de gènes impliqués dans le métabolisme des lipides de stockage. De plus, l'expression de SREBP-1c dans l'endoneurium des nerfs périphériques est dépendante du statut nutritionnel et est dérégulée lors de diabète de type I. Nous avons également pu montrer que l'insuline augmente l'expression de SREBP-1c dans des cultures primaires de cellules de Schwann en activant le promoteur de SREBP-1c. Ses résultats démontrent que l'expression de SREBP-1c dans les cellules de Schwann est contrôlée par des stimuli métaboliques comme l'insuline et que cette réponse est affectée dans le cas d'un diabète de type I. Ces données suggèrent que la dérégulation de l'expression de SREBP-1c lors du diabète pourrait affecter le métabolisme des lipides et ainsi contribuer à la pathophysiologie des NPD. Comme seconde approche, nous avons réalisé une analyse globale des changements moléculaires associés au développement des NPD chez les souris Akita~~Z~+, un modèle de diabète de type I. Cette souris exprime une forme mutée et non fonctionnelle de l'insuline provoquant une hypoinsulinémie et une hyperglycémie. Afin de déterminer le début du développement de la NPD, le poids, le niveau de glucose sanguin et la vitesse de conduction nerveuse (VCN) ont été mesurés durant les 3 premiers mois de vie. Une diminution de la VCN a été détectée une semaine seulement après le développement de l'hyperglycémie. Pour explorer les changements moléculaires associés avec le développement des NPD, nous avons réalisé un profil d'expression de l'endoneurium du nerf sciatique et des ganglions spinaux isolés à partir de souris Akital+/+ et de souris contrôles Akita+/+. Aucune altération transcriptionnelle majeure n'a été détectée dans nos échantillons. Cette expérience suggère que les changements phénotypiques observés durant le développement des NPD ne sont pas corrélés avec des changements importants au niveau transcriptionnel, mais plutôt avec des altérations au niveau protéique.

Adipocytokines, Hepatic and Inflammatory Biomarkers and Incidence of Type 2 Diabetes. The CoLaus Study.

CONTEXT: There is contradictory information regarding the prognostic importance of adipocytokines, hepatic and inflammatory biomarkers on the incidence of type 2 diabetes. The objective was to assess the prognostic relevance of adipocytokine and inflammatory markers (C-reactive protein - CRP; interleukin-1beta - IL-1β; interleukin-6- IL-6; tumour necrosis factor-α - TNF-α; leptin and adiponectin) and gamma-glutamyl transpeptidase (γGT) on the incidence of type 2 diabetes. METHODS: Prospective, population-based study including 3,842 non-diabetic participants (43.3% men, age range 35 to 75 years), followed for an average of 5.5 years (2003-2008). The endpoint was the occurrence of type 2 diabetes. RESULTS: 208 participants (5.4%, 66 women) developed type 2 diabetes during follow-up. On univariate analysis, participants who developed type 2 diabetes had significantly higher baseline levels of IL-6, CRP, leptin and γGT, and lower levels of adiponectin than participants who remained free of type 2 diabetes. After adjusting for a validated type 2 diabetes risk score, only the associations with adiponectin: Odds Ratio and (95% confidence interval): 0.97 (0.64-1.47), 0.84 (0.55-1.30) and 0.64 (0.40-1.03) for the second, third and forth gender-specific quartiles respectively, remained significant (P-value for trend202;=202;0.05). Adding each marker to a validated type 2 diabetes risk score (including age, family history of type 2 diabetes, height, waist circumference, resting heart rate, presence of hypertension, HDL cholesterol, triglycerides, fasting glucose and serum uric acid) did not improve the area under the ROC or the net reclassification index; similar findings were obtained when the markers were combined, when the markers were used as continuous (log-transformed) variables or when gender-specific quartiles were used. CONCLUSION: Decreased adiponectin levels are associated with an increased risk for incident type 2 diabetes, but they seem to add little information regarding the risk of developing type 2 diabetes to a validated risk score.

Extreme self-monitoring, fear of hypoglycemia and obsessive-compulsive disorder in type 1 diabetes mellitus: when less is better

Background: Pre-existing psychological factors can strongly influence coping with type 1 diabetes mellitus and interfere with self-monitoring. Psychiatric disorders seem to be positively associated with poor metabolic control. We present a case of extreme compulsive blood testing due to obsessive fear of hypoglycemia in an adolescent with type 1 diabetes mellitus. Case report: Type 1 diabetes mellitus (anti GAD-antibodies 2624 U/l, norm < 9.5) was diagnosed in a boy aged 14.3 years [170 cm (+ 0.93 SDS), weight 50.5 kg (+ 0.05 SDS)]. Laboratory work-up showed no evidence for other autoimmune disease. Family and past medical history were unremarkable. Growth and developmental milestones were normal. Insulin-analog based basal-bolus regime was initiated, associated to standard diabetic education. Routine psychological evaluation performed at the onset of diabetes revealed intermittent anxiety and obsessivecompulsive traits. Accordingly, a close psychiatric follow-up was initiated for the patient and his family. An adequate metabolic control (HbA1c drop from >14 to 8%) was achieved within 3 months, attributed to residual -cell function. In the following 6 months, HbA1c rose unexpectedly despite seemingly adequate adaptations of insulin doses. Obsessive fear of hypoglycemia leading to a severe compulsive behavior developed progressively with as many as 68 glycemia measurements per day (mean over 1 week). The patient reported that he could not bear leaving home with glycemia < 15 mmol/l, ending up with school eviction and severe intra-familial conflict. Despite intensive psychiatric outpatient support, HbA1c rose rapidly to >14% with glycemia-testing reaching peaks of 120 tests/day. The situation could only be discontinued through psychiatric hospitalization with intensive behavioral training. As a result, adequate metabolic balance was restored (HbA1c value: 7.1 %) with acceptable 10-15 daily glycemia measurements. Discussion: The association of overt psychiatric disorders to type 1 diabetes mellitus is very rare in the pediatric age group. It can lead to a pathological behavior with uncontrolled diabetes. Such exceptional situations require long-term admissions with specialized psychiatric care. Slow acceptation of a "less is better" principle in glycemia testing and amelioration of metabolic control are difficult to achieve.

Potential Role of TRAIL in the Management of Autoimmune Diabetes Mellitus.

Type 1 diabetes mellitus (T1DM) is an autoimmune disease, due to the immune-mediated destruction of pancreatic β-cells, whose incidence has been steadily increasing during the last decades. Insulin replacement therapy can treat T1DM, which, however, is still associated with substantial morbidity and mortality. For this reason, great effort is being put into developing strategies that could eventually prevent and/or cure this disease. These strategies are mainly focused on blocking the immune system from attacking β-cells together with functional islet restoration either by regeneration or transplantation. Recent experimental evidences suggest that TNFrelated apoptosis-inducing ligand (TRAIL), which is an immune system modulator protein, could represent an interesting candidate for the cure for T1DM and/or its complications. Here we review the evidences on the potential role of TRAIL in the management of T1DM.

Role for JIP-1/IB1 in pancreatic β-cell and adipocyte dysfunctions in type 2 diabetes and obesity

L'insuline, produite par les cellules β du pancréas, joue un rôle central dans le contrôle de la glycémie. Un manque d'insuline entraine le diabète de type 2, une maladie répandue au stade d'épidémie au niveau mondial. L'augmentation du nombre de personnes obèses est une des causes principales du développement de la maladie. Avec l'obésité les tissus tels que le foie, le muscle, et le tissu adipeux deviennent résistants à l'insuline. En général, cette résistance est équilibrée par une augmentation de la sécrétion d'insuline. De ce fait, un grand nombre d'individus obèses ne deviennent pas diabétiques. Lorsque les cellules β ne produisent plus suffisamment d'insuline, alors le diabète se développe. Dans l'obésité, les cellules graisseuses sont résistantes à l'insuline et relâchent des lipides et autres produits qui affectent le bon fonctionnement et la vie des cellules β. «c-Jun 25; terminal Kinase» (JNK) est une enzyme qui joue un rôle important dans la résistance de l'insuline des cellules graisseuses. Cette même en2yme contribue aussi au déclin de la cellule β dans les conditions diabétogènes, et représente ainsi une cible thérapeutique potentielle du diabète. L'objectif de cette thèse a été de comprendre le mécanisme conduisant à l'activité de JNK dans les adipocytes et cellules β, dans l'obésité et le diabète de type 2. Nous montrons que les variations de JNK sont la conséquence de taux anormaux de JIP-1/EB1, une protéine qui a été impliquée dans certaines formes génétiques de diabète de type 2. En outre nous décrivons le mécanisme responsable des anomalies de JIP1/IB1 dans les adipocytes et cellules β. La restauration des taux de JIP-1/EB1 dans les deux types cellulaires pourrait être un objectif des thérapeutiques antidiabétiques actuelles et futures. - Le nombre d'individus touchés par le diabète de type 2 atteint aujourd'hui des proportions épidémiques à l'échelle mondiale. L'augmentation de la prévalence de l'obésité est la cause principale du développement de la maladie, qui, en général, survient suite à une perte de la sensibilité à l'insuline des tissus périphériques. Dans un grand nombre des cas, l'insulino-résistance est compensée par une augmentation de la sécrétion de l'insuline par les cellules β pancréatiques. Le diabète apparaît lorsque l'insuline n'est plus produite en quantité suffisante pour contrecarrer la résistance à l'insuline des tissus. Le défaut de production de l'insuline résulte du dysfonctionnement et de la réduction massive des cellules β. Les acides gras libres non estérifiés, en particulier le palmitate, provenant d'une alimentation riche en lipides et libérés par les adipocytes insulino-résistants contribuent au déclin de la cellule β en activant la voie de signalisation «cJun N-terminal kinase» (JNK). L'activation de JNK contribue aussi à la résistance à l'insuline des adipocytes dans l'obésité, soulignant ainsi l'importance de cette voie de signalisation dans la pathophysiologie du diabète. L'objectif de cette thèse a été de comprendre les mécanismes qui régulent JNK dans les cellules β et les adipocytes. Nous montrons que l'activation de JNK dans ces deux types cellulaires est la conséquence de la variation des taux de «JNK interacting protein 1» appelé aussi «islet brain 1» (JEP-1/ΓΒ 21;), une protéine qui attache les kinases de la signalisation de JNK et dont des variations génétiques ont été associées avec le diabète de type 2. Dans les cellules β cultivées avec du palmitate, ainsi que dans les adipocytes dans l'obésité, l'expression de JEP-l/BBl est modifiée. Les modulations de l'expression de JEP-1/ΓΒ 21; sont réalisées par le facteur de transcription «inducible cAMP early repressor» (ICER). L'expression d'ICER dans les adipocytes est diminuée dans l'obésité, et corrèle avec l'augmentation des niveaux de JEP-1/IB1. A l'inverse, le niveau d'expression d'ICER est augmenté dans les cellules β cultivées avec du palmitate, et cette augmentation perturbe le bon fonctionnement des cellules en réduisant les niveaux de JEP-l/IBl. Comme le palmitate, les particules pro-athérogéniques LDL-cholesterol oxydés, sont élevées chez les personnes obèses et diabétiques et sont délétères aux cellules β. Ces particules modifiées activent JNK dans les cellules β en diminuant l'expression de JIP-1/IB1 via ICER. Tous ces résultats montrent que le dérèglement de l'expression de JIP-l/EBl par ICER joue un rôle central dans l'activation de JNK dans les adipocytes et cellules β en souffrance dans l'obésité et le diabète de type 2. La restauration appropriée des niveaux de JEPl/IBl et d'ICER pourrait être considérée comme un objectif pour mesurer l'efficacité des traitements antidiabétiques actuels et futurs. - Type 2 diabetes has reached epidemic proportions worldwide, and poses a major socio-economic burden on developed and developing societies. The disease is often accompanied by obesity, and arises when β-cells produce insufficient insulin to meet the increased hormone demand, caused by insulin resistance. In obesity, enlargement of adipocytes contribute to their dysfunction, which is characterized by the abnormal release of some bioactive products such as non-esterified free fatty acids (NEF As). Chronic plasma elevation of NEF As elicits β-cell dysfunction and death, thereby, representing a key feature for development of diabetes in obesity (diabesity). Palmitate is the most abundant circulating NEF As in obesity, which triggers adipocytes and β-cell dysfunction. The effects of palmitate rely on the induction of the cJun N-terminal kinase (JNK) pathway. Activation of JNK promotes both β-cells dysfunction and insulin resistance in adipocytes. This thesis was undertaken to investigate the mechanisms accounting for the induction of the JNK pathway caused by palmitate. JNK is regulated by the scaffold protein JNK interacting protein-1, also called islet brain 1 (JIP-1/IB1). The levels of JDM/IB1 are critical for glucose homeostasis, as genetic variations within the gene were associated with diabetes. We found that activation of JNK in both, β-cells exposed to palmitate, and in adipocytes of obese mice, results from variations in the expression of JIP-l/EBl. Modifications in the JIP-1/IB1 levels were the consequence of abnormal expression of the inducible cAMP early repressor (ICER) in the two cell types. In addition, our data show that this repressor plays a key role in abnormal production of adipocyte hormones and β-cell dysfunction evoked by the pro-atherogenic oxidized LDL. Taken together, this study proposes that fine-tuning of appropriate levels of JIP-l/EBl, and ICER could circumvent β-cell failure, adipocyte dysfunction, and thereby, development of diabesity.

A role for the transcriptional repressor ICER in the molecular pathogenesis of type 2 diabetes

AbstractType 2 diabetes (T2D) is a metabolic disease which affects more than 200 millions people worldwide. The progression of this affection reaches nowadays epidemic proportions, owing to the constant augmentation in the frequency of overweight, obesity and sedentary. The pathogenesis of T2D is characterized by reduction in the action of insulin on its target tissues - an alteration referred as insulin resistance - and pancreatic β-cell dysfunction. This latter deterioration is defined by impairment in insulin biosynthesis and secretion, and a loss of β-cell mass by apoptosis. Environmental factors related to T2D, such as chronic elevation in glucose and free fatty acids levels, inflammatory cytokines and pro-atherogenic oxidized low- density lipoproteins (LDL), contribute to the loss of pancreatic β-cell function.In this study, we have demonstrated that the transcription factor Inducible Cyclic AMP Early Repressor (ICER) participates to the progression of both β-cell dysfunction and insulin resistance. The expression of this factor is driven by an alternative promoter and ICER protein represents therefore a truncated product of the Cyclic AMP Response Element Modulator (CREM) family which lacks transactivation domain. Consequently, the transcription factor ICER acts as a passive repressor which reduces expression of genes controlled by the cyclic AMP and Cyclic AMP Response Element Binding protein (CREB) pathway.In insulin-secreting cells, the accumulation of reactive oxygen species caused by environmental factors and notably oxidized LDL - a process known as oxidative stress - induces the transcription factor ICER. This transcriptional repressor hampers the secretory capacity of β-cells by silencing key genes of the exocytotic machinery. In addition, the factor ICER reduces the expression of the scaffold protein Islet Brain 1 (IB 1 ), thereby favouring the activation of the c-Jun N-terminal Kinase (JNK) pathway. This triggering alters in turn insulin biosynthesis and survival capacities of pancreatic β-cells.In the adipose tissue of mice and human subjects suffering from obesity, the transcription factor ICER contributes to the alteration in insulin action. The loss in ICER protein in these tissues induces a constant activation of the CREB pathway and the subsequent expression of the Activating Transcription Factor 3 (ATF3). In turn, this repressor reduces the transcript levels of the glucose transporter GLUT4 and the insulin-sensitizer peptide adiponectin, thereby contributing to the diminution in insulin action.In conclusion, these data shed light on the important role of the transcriptional repressor ICER in the pathogenesis of T2D, which contributes to both alteration in β-cell function and aggravation of insulin resistance. Consequently, a better understanding of the molecular mechanisms responsible for the alterations in ICER levels is required and could lead to develop new therapeutic strategies for the treatment of T2D.RésuméLe diabète de type 2 (DT2) est une maladie métabolique qui affecte plus de 200 millions de personnes dans le monde. La progression de cette affection atteint aujourd'hui des proportions épidémiques imputables à l'augmentation rapide dans les fréquences du surpoids, de l'obésité et de la sédentarité. La pathogenèse du DT2 se caractérise par une diminution de l'action de l'insuline sur ses tissus cibles - un processus nommé insulino-résistance - ainsi qu'une dysfonction des cellules β pancréatiques sécrétrices d'insuline. Cette dernière détérioration se définit par une réduction de la capacité de synthèse et de sécrétion de l'insuline et mène finalement à une perte de la masse de cellules β par apoptose. Des facteurs environnementaux fréquemment associés au DT2, tels l'élévation chronique des taux plasmatiques de glucose et d'acides gras libres, les cytokines pro-inflammatoires et les lipoprotéines de faible densité (LDL) oxydées, contribuent à la perte de fonction des cellules β pancréatiques.Dans cette étude, nous avons démontré que le facteur de transcription « Inducible Cyclic AMP Early Repressor » (ICER) participe à la progression de la dysfonction des cellules β pancréatiques et au développement de Pinsulino-résistance. Son expression étant gouvernée par un promoteur alternatif, la protéine d'ICER représente un produit tronqué de la famille des «Cyclic AMP Response Element Modulator » (CREM), sans domaine de transactivation. Par conséquent, le facteur ICER agit comme un répresseur passif qui réduit l'expression des gènes contrôlés par la voie de l'AMP cyclique et des « Cyclic AMP Response Element Binding protein » (CREB).Dans les cellules sécrétrices d'insuline, l'accumulation de radicaux d'oxygène libres, soutenue par les facteurs environnementaux et notamment les LDL oxydées - un processus appelé stress oxydatif- induit de manière ininterrompue le facteur de transcription ICER. Ainsi activé, ce répresseur transcriptionnel altère la capacité sécrétoire des cellules β en bloquant l'expression de gènes clés de la machinerie d'exocytose. En outre, le facteur ICER favorise l'activation de la cascade de signalisation « c-Jun N- terminal Kinase » (JNK) en réduisant l'expression de la protéine « Islet Brain 1 » (IB1), altérant ainsi les fonctions de biosynthèse de l'insuline et de survie des cellules β pancréatiques.Dans le tissu adipeux des souris et des sujets humains souffrant d'obésité, le facteur de transcription ICER contribue à l'altération de la réponse à l'insuline. La disparition de la protéine ICER dans ces tissus entraîne une activation persistante de la voie de signalisation des CREB et une induction du facteur de transcription « Activating Transcription Factor 3 » (ATF3). A son tour, le répresseur ATF3 inhibe l'expression du transporteur de glucose GLUT4 et du peptide adipocytaire insulino-sensibilisateur adiponectine, contribuant ainsi à la diminution de l'action de l'insuline en conditions d'obésité.En conclusion, à la lumière de ces résultats, le répresseur transcriptionnel ICER apparaît comme un facteur important dans la pathogenèse du DT2, en participant à la perte de fonction des cellules β pancréatiques et à l'aggravation de l'insulino-résistance. Par conséquent, l'étude des mécanismes moléculaires responsables de l'altération des niveaux du facteur ICER pourrait permettre le développement de nouvelles stratégies de traitement du DT2.Résumé didactiqueL'énergie nécessaire au bon fonctionnement de l'organisme est fournie par l'alimentation, notamment sous forme de sucres (glucides). Ceux-ci sont dégradés en glucose, lequel sera distribué aux différents organes par la circulation sanguine. Après un repas, le niveau de glucose sanguin, nommé glycémie, s'élève et favorise la sécrétion d'une hormone appelée insuline par les cellules β du pancréas. L'insuline permet, à son tour, aux organes, tels le foie, les muscles et le tissu adipeux de capter et d'utiliser le glucose ; la glycémie retrouve ainsi son niveau basai.Le diabète de type 2 (DT2) est une maladie métabolique qui affecte plus de 200 millions de personnes dans le monde. Le développement de cette affection est causée par deux processus pathologiques. D'une part, les quantités d'insuline secrétée par les cellules β pancréatiques, ainsi que la survie de ces cellules sont réduites, un phénomène connu sous le nom de dysfonction des cellules β. D'autre part, la sensibilité des tissus à l'insuline se trouve diminuée. Cette dernière altération, l'insulino-résistance, empêche le transport et l'utilisation du glucose par les tissus et mène à une accumulation de ce sucre dans le sang. Cette stagnation de glucose dans le compartiment sanguin est appelée hyperglycémie et favorise l'apparition des complications secondaires du diabète, telles que les maladies cardiovasculaires, l'insuffisance rénale, la cécité et la perte de sensibilité des extrémités.Dans cette étude, nous avons démontré que le facteur ICER qui contrôle spécifiquement l'expression de certains gènes, contribue non seulement à la dysfonction des cellules β, mais aussi au développement de l'insulino-résistance. En effet, dans les cellules β pancréatiques en conditions diabétiques, l'activation du facteur ICER altère la capacité de synthèse et de sécrétion d'insuline et réduit la survie ces cellules.Dans le tissu adipeux des souris et des sujets humains souffrant d'obésité, le facteur ICER contribue à la perte de sensibilité à l'insuline. La disparition d'ICER altère l'expression de la protéine qui capte le glucose, le transoprteur GLUT4, et l'hormone adipocytaire favorisant la sensibilité à l'insuline, nommée adiponectine. Ainsi, la perte d'ICER participe à la réduction de la captation de glucose par le tissue adipeux et au développement de l'insulino-résistance au cours de l'obésité.En conclusion, à la lumière de ces résultats, le facteur ICER apparaît comme un contributeur important à la progression du DT2, en soutenant la dysfonction des cellules β pancréatiques et l'aggravation de l'insulino-résistance. Par conséquent, l'étude des mécanismes responsables de la dérégulation du facteur ICER pourrait permettre le développement de nouvelles stratégies de traitement du DT2.

Diabetes risk scores and death: predictability and practicability in two different populations.

The aim was to examine the capacity of commonly used type 2 diabetes mellitus (T2DM) risk scores to predict overall mortality. The US-based NHANES III (n = 3138; 982 deaths) and the Swiss-based CoLaus study (n = 3946; 191 deaths) were used. The predictive value of eight T2DM risk scores regarding overall mortality was tested. The Griffin score, based on few self-reported parameters, presented the best (NHANES III) and second best (CoLaus) predictive capacity. Generally, the predictive capacity of scores based on clinical (anthropometrics, lifestyle, history) and biological (blood parameters) data was not better than of scores based solely on clinical self-reported data. T2DM scores can be validly used to predict mortality risk in general populations without diabetes. Comparison with other scores could further show whether such scores also suit as a screening tool for quick overall health risk assessment.

Postmortem diagnosis of diabetes mellitus and its complications.

Diabetes mellitus has become a major cause of death worldwide and diabetic ketoacidosis is the most common cause of death in children and adolescents with type 1 diabetes. Acute complications of diabetes mellitus as causes of death may be difficult to diagnose due to missing characteristic macroscopic and microscopic findings. Biochemical analyses, including vitreous glucose, blood (or alternative specimen) beta-hydroxybutyrate, and blood glycated hemoglobin determination, may complement postmortem investigations and provide useful information for determining the cause of death even in corpses with advanced decompositional changes. In this article, we performed a review of the literature pertaining to the diagnostic performance of classical and novel biochemical parameters that may be used in the forensic casework to identify disorders in glucose metabolism. We also present a review focusing on the usefulness of traditional and alternative specimens that can be sampled and subsequently analyzed to diagnose acute complications of diabetes mellitus as causes of death.

HDLs, diabetes, and metabolic syndrome.

The prevalence of type 2 diabetes mellitus and of the metabolic syndrome is rising worldwide and reaching epidemic proportions. These pathologies are associated with significant morbidity and mortality, in particular with an excess of cardiovascular deaths. Type 2 diabetes mellitus and the cluster of pathologies including insulin resistance, central obesity, high blood pressure, and hypertriglyceridemia that constitute the metabolic syndrome are associated with low levels of HDL cholesterol and the presence of dysfunctional HDLs. We here review the epidemiological evidence and the potential underlying mechanisms of this association. We first discuss the well-established association of type 2 diabetes mellitus and insulin resistance with alterations of lipid metabolism and how these alterations may lead to low levels of HDL cholesterol and the occurrence of dysfunctional HDLs. We then present and discuss the evidence showing that HDL modulates insulin sensitivity, insulin-independent glucose uptake, insulin secretion, and beta cell survival. A dysfunction in these actions could play a direct role in the pathogenesis of type 2 diabetes mellitus.

Smoking cessation and the incidence of pre-diabetes and type 2 diabetes : a cohort study

Le tabagisme est associé à un risque augmenté de développer un diabète de type 2. Arrêter de fumer devrait donc diminuer le risqué de diabète. Seulement, les études concernant le risque métabolique à l'arrêt du tabac sont discordantes. Par ailleurs, les effets métaboliques du tabac et de l'arrêt du tabac diffèrent probablement selon le sexe, avec notamment un effet différent du tabac sur la santé des femmes, et une prise pondérale plus importante à l'arrêt que chez les hommes. Notre étude vise à évaluer le risque métabolique à l'arrêt du tabac, chez les femmes et les homes séparément. Nous avons utilisé les données de l'étude de cohorte prospective CoLaus, qui évalue différents facteurs de risque cardiovasculaire chez des sujets choisis de manière aléatoire, dans la population Lausannoise entre 35 et 75 ans, suivis sur 5.5 ans en moyenne. Parmi ceux avec une glycémie à jeun normale au départ, nous avons divisé les participants en quatre groupes selon leur statut tabagique : non fumeurs, personnes ayant arrêté de fumer depuis plus de 5 ans, celles ayant arrêté depuis moins de 5 ans, et fumeurs actifs. Nous avons mesuré les incidences de glycémie à jeun altérée (5.6-6.99 mmol/l) et de diabète (glycémie à jeun ≥ 7 mmol/l et/ou traitement pour le diabète) durant le période de suivi, stratifiées par sexe. Puis le risque d'incidence de glycémie altérée et de diabète a été calculé avec trois niveaux d'ajustement pour les facteurs confondants pour un risque métabolique. Nous avons inclus 3166 participants, dont 63% de femmes. Au total, 26.3% étaient fumeurs, 6.5% ex-fumeurs depuis moins de 5 ans et 23.5% ex-fumeurs depuis plus de 5 ans. Durant le suivi, 1311 (41.4%) personnes ont développé une glycémie à jeun altérée (33.6% des femmes, 54.7% des homes), et 47 (1.5%) ont développé un diabète (1.1% des femmes, 2.1% des hommes). Les personnes ayant arrêté de fumer n'avait pas de risque significativement plus élevé de développer une glycémie à jeun altérée ou un diabète que les fumeurs, après ajustement pour l'âge, l'éducation, l'hypercholestérolémie, la prise d'alcool, l'activité physique, la prise de poids, le BMI initial et le BMI d'arrivée dans les différents modèles d'ajustement. L'analyse de l'interaction du sexe avec ces résultats est également négative. Les analyses de sensibilité ont montré que l'exclusion des personnes ayant changé de statut tabagique durant le suivi ne changeait pas ces résultats. Nous avons refait les analyses en incluant les participants ayant une glycémie altérée au début du suivi, mais le risque d'incidence de diabète n'est pas plus élevé chez les ex-fumeurs que chez les fumeurs non plus dans cette population. Sur demande d'un reviewer, nous avons également refait les analyses avec la glycémie en continue (valeurs de base et valeurs à 5.5 ans), et la glycémie moyenne n'était pas différente par groupe de tabagisme. En conclusion, dans cette population européenne d'âge moyen, avec une prévalence basse d'obésité et une prise de poids modérée durant le suivi, nous n'avons pas trouvé de risque significativement plus élevé de développer un diabète en arrêtant de fumer, et ce pour les deux sexes. L'arrêt du tabac doit donc être encouragé chez toutes les fumeuses et tous les fumeurs.

Lifecourse socioeconomic status and type 2 diabetes : the role of chronic inflammation in the English Longitudinal Study of Ageing.

We examined the association between lifecourse socioeconomic status (SES) and the risk of type 2 diabetes at older ages, ascertaining the extent to which adult lifestyle factors and systemic inflammation explain this relationship. Data were drawn from the English Longitudinal Study of Ageing (ELSA) which, established in 2002, is a representative cohort study of ≥50-year olds individuals living in England. SES indicators were paternal social class, participants' education, participants' wealth, and a lifecourse socioeconomic index. Inflammatory markers (C-reactive protein and fibrinogen) and lifestyle factors were measured repeatedly; diabetes incidence (new cases) was monitored over 7.5 years of follow-up. Of the 6218 individuals free from diabetes at baseline (44% women, mean aged 66 years), 423 developed diabetes during follow-up. Relative to the most advantaged people, those in the lowest lifecourse SES group experienced more than double the risk of diabetes (hazard ratio 2.59; 95% Confidence Interval (CI)201;=201;1.81-3.71). Lifestyle factors explained 52% (95%CI:30-85) and inflammatory markers 22% (95%CI:13-37) of this gradient. Similar results were apparent with the separate SES indicators. In a general population sample, socioeconomic inequalities in the risk of type 2 diabetes extend to older ages and appear to partially originate from socioeconomic variations in modifiable factors which include lifestyle and inflammation.

Differential methylation of TCF7L2 promoter in peripheral blood DNA in newly diagnosed, drug-naïve patients with type 2 diabetes

TCF7L2 is the susceptibility gene for Type 2 diabetes (T2D) with the largest effect on disease risk that has been discovered to date. However, the mechanisms by which TCF7L2 contributes to the disease remain largely elusive. In addition, epigenetic mechanisms, such as changes in DNA methylation patterns, might have a role in the pathophysiology of T2D. This study aimed to investigate the differences in terms of DNA methylation profile of TCF7L2 promoter gene between type 2 diabetic patients and age- and Body Mass Index (BMI)- matched controls. We included 93 type 2 diabetic patients that were recently diagnosed for T2D and exclusively on diet (without any pharmacological treatment). DNA was extracted from whole blood and DNA methylation was assessed using the Sequenom EpiTYPER system. Type 2 diabetic patients were more insulin resistant than their matched controls (mean HOMA IR 2.6 vs 1.8 in controls, P<0.001) and had a poorer beta-cell function (mean HOMA B 75.7 vs. 113.6 in controls, P<0.001). Results showed that 59% of the CpGs analyzed in TCF7L2 promoter had significant differences between type 2 diabetic patients and matched controls. In addition, fasting glucose, HOMA-B, HOMA-IR, total cholesterol and LDL-cholesterol correlated with methylation in specific CpG sites of TCF7L2 promoter. After adjustment by age, BMI, gender, physical inactivity, waist circumference, smoking status and diabetes status uniquely fasting glucose, total cholesterol and LDL-cholesterol remained significant. Taken together, newly diagnosed, drug-naïve type 2 diabetic patients display specific epigenetic changes at the TCF7L2 promoter as compared to age- and BMI-matched controls. Methylation in TCF7L2 promoter is further correlated with fasting glucose in peripheral blood DNA, which sheds new light on the role of epigenetic regulation of TCF7L2 in T2D.