Activation of endogenous angiotensin converting enzyme 2 prevents early injuries induced by hyperglycemia in rat retina

Diabetic retinopathy (DR) is a serious complication of diabetes mellitus that may result in blindness. We evaluated the effects of activation of endogenous angiotensin converting enzyme (ACE) 2 on the early stages of DR. Rats were administered an intravenous injection of streptozotocin to induce hyperglycemia. The ACE2 activator 1-[[2-(dimethylamino) ethyl] amino]-4-(hydroxymethyl)-7-[[(4-methylphenyl) sulfonyl] oxy]-9H-xanthone 9 (XNT) was administered by daily gavage. The death of retinal ganglion cells (RGC) was evaluated in histological sections, and retinal ACE2, caspase-3, and vascular endothelial growth factor (VEGF) expressions were analyzed by immunohistochemistry. XNT treatment increased ACE2 expression in retinas of hyperglycemic (HG) rats (control: 13.81±2.71 area%; HG: 14.29±4.30 area%; HG+XNT: 26.87±1.86 area%; P<0.05). Importantly, ACE2 activation significantly increased the RCG number in comparison with HG animals (control: 553.5±14.29; HG: 530.8±10.3 cells; HG+XNT: 575.3±16.5 cells; P<0.05). This effect was accompanied by a reduction in the expression of caspase-3 in RGC of the HG+XNT group when compared with untreated HG rats (control: 18.74±1.59; HG: 38.39±3.39 area%; HG+XNT: 27.83±2.80 area%; P<0.05). Treatment with XNT did not alter the VEGF expression in HG animals (P>0.05). Altogether, these findings indicate that activation of ACE2 reduced the death of retinal ganglion cells by apoptosis in HG rats.

Contrast-induced nephropathy after computed tomography

Introduction: Contrast induced nephropathy is the third most prevalent preventable cause of acute kidney injury in hospitalized patients. It defined as an absolute increase in serum creatinine ≥ 0.5 mg/dL and relative ≥ 25% increase. Objective: We studied the risk factors to intravenous injection contrast nephropathy after computed tomography. Methods: We studied 400 patients prospectively. Results: The incidence of contrast induced nephropathy, with an absolute or a relative increase were 4.0% and 13.9%, respectively. Diabetes and cardiac failure were independent risk factors for CIN a relative increase de serum creatinine (O.R.: 3.5 [95% CI: 1.92-6.36], p < 0.01, 2.61 [95% CI: 1.14-6.03%], p < 0.05, respectively). Conclusions: We showed association between uses of intravenous injection contrast after computed tomography with acute injury renal, notably with diabetes and heart failure.

Caractérisation de la toxicocinétique de l’octylphénol chez le rat en vue d’une meilleure analyse de risque toxicologique des perturbateurs endocriniens

Le p-tert-octylphénol est un produit présent dans l’environnement et issu de la dégradation des alkylphénols éthoxylés. Ce composé a la capacité de se lier au récepteur œstrogénique et d’exercer ainsi un léger effet œstrogénique. Les objectifs de cette étude étaient de 1) développer une méthode d'identification de l'octylphénol dans le sang et les tissus à l'aide de la chromatographie en phase gazeuse jumelée à la spectrométrie de masse, 2) caractériser la toxicocinétique sanguine et tissulaire de l’octylphénol chez le rat Sprague-Dawley mâle et femelle et 3) développer un modèle toxicocinétique à base physiologique permettant de décrire la cinétique sanguine et tissulaire de l’octylphénol inchangé. Pour ce faire, des rats mâle et femelle Sprague-Dawley ont reçu des doses uniques d’octylphénol par les voies intraveineuse, orale et sous-cutanée. Deux autres groupes ont reçu des doses répétées d'octylphénol par voie orale pour une durée de 35 jours consécutifs pour les femelles ou 60 jours pour les mâles. Les concentrations sanguines et tissulaires d’octylphénol ont été mesurées à différents moments après administration à partir d’une méthode d’analyse développée dans nos laboratoires dans le cadre de ce projet. Les expériences impliquant des administrations uniques ont montré que les concentrations sanguines et tissulaires d'octylphénol étaient en général plus élevées chez les femelles que chez les mâles. Des expériences réalisées avec des microsomes hépatiques ont confirmé que ces différences étaient vraisemblablement reliées au métabolisme de l'octylphénol. Les expériences impliquant des administrations répétées ont montré qu'il n'y avait pas d'accumulation d'octylphénol dans l'organisme aux doses étudiées. Les résultats obtenus expérimentalement ont servi à développer et valider un modèle toxicocinétique à base physiologique. Ce modèle a permis de simuler adéquatement les concentrations sanguines et tissulaires d'octylphénol suite à des expositions intraveineuses, orales et sous-cutanées. En conclusion, cette étude a fourni des données essentielles sur la toxicocinétique de l'octylphénol. Ces données sont nécessaires pour établir la relation entre la dose externe et la dose interne et vont contribuer à une meilleure évaluation des risques liés à l'octylphénol.

Systèmes vésiculaires colloïdaux pour la vectorisation de la 1-β-D-arabinofuranosylcytosine

La 1-β-D-arabinofuranosylcytosine (ara-C) demeure l’agent anticancéreux principalement utilisé dans le traitement de la leucémie myéloblastique aiguë (LMA), malgré sa dégradation et son élimination rapide après une administration parentérale. Son encapsulation dans des vecteurs pharmaceutiques, majoritairement des liposomes, a permis de surmonter ces inconvénients. L’objectif général de ce projet de doctorat était de développer deux systèmes à libération prolongée, à base de phospholipides, de cholestérol et de poly(éthylène glycol) (PEG) afin d’encapsuler l’ara-C et ultimement, d’améliorer son efficacité dans le traitement de la LMA. Des Sphérulites® (vésicules multilamellaires d’un type particulier) ont d’abord été étudiées pour leur forte capacité d’encapsulation, due à leur mode de préparation. Par la suite, une formulation liposomale capable, d’une part de cibler spécifiquement les cellules leucémiques et, d’autre part, de promouvoir la libération intracellulaire de l’ara-C grâce à sa sensibilité au pH, a été mise au point. Les deux formulations se devaient d’avoir un faible diamètre, une stabilité en présence de fluides biologiques et des temps de circulation prolongés chez l’animal. Une préparation de Sphérulites®, composée de Phospholipon 90G, de Solutol HS15 et de cholestérol, a permis d’obtenir des vésicules de 300 nm de diamètre. Un dérivé lipidique de PEG a pu être fixé à leur surface, sans modifier la disposition concentrique des lamelles, ni changer leur stabilité. Les Sphérulites® PEGylées ont été chargées d’ara-C et injectées chez le rat par la voie intraveineuse. Elles ont démontré des temps de circulation significativement prolongés comparativement aux Sphérulites® sans PEG. Cependant, l’ara-C s’est retrouvée éliminée de la circulation sanguine très rapidement, révélant une libération précoce du principe actif à partir de ces vésicules. Les liposomes sensibles au pH (~150 nm) ont été obtenus suite à l’insertion d’un copolymère à base de dioctadécyle, de N-isopropylacrylamide (NIPAM) et d’acide méthacrylique. L’anticorps anti-CD33, soit complet soit son fragment Fab’, a été fixé à la surface des liposomes afin de cibler les cellules leucémiques. Les essais in vitro ont démontré la spécificité de la formulation pour différentes cellules leucémiques (CD33+), sa stabilité en présence de protéines plasmatiques et la libération intracellulaire d’un marqueur fluorescent et de l’ara-C. Enfin, des études menées chez la souris saine et immunodéprimée inoculée de cellules HL60 ont montré que la formulation exposant le fragment Fab’ possédait un profil pharmacocinétique et une biodistribution semblables à ceux des liposomes contrôles non-ciblés. L’encapsulation de l’ara-C a permis d’améliorer grandement ses temps de circulation après une administration intraveineuse. Cependant, bien que les immunoliposomes ont permis de prolonger la survie des souris leucémiques comparativement à l’ara-C libre, l’addition du polymère sensible au pH n’a pas permis d’apporter de réel avantage à la formulation lorsque administrée in vivo. Les résultats obtenus dans ce travail de thèse ont, dans un premier temps, mis en évidence que les Sphérulites® pourraient s’avérer utiles dans la vectorisation d’agents anticancéreux si leur capacité à retenir le principe actif in vivo était améliorée. Dans un second temps, les données présentées avec les immunoliposomes suggèrent qu’ils pourraient apporter un bénéfice notable dans le traitement de la LMA.

Exploration du rôle du fragment LG3 sur les cellules souches mésenchymateuses dans le contexte du rejet vasculaire

La vasculopathie du greffon est une pathologie caractérisée par un rétrécissement progressif et oblitérant des vaisseaux sanguins menant à une ischémie et une perte de fonction du greffon. Le rétrécissement vasculaire est dû à une accumulation de matrice extracellulaire (MEC) et de cellules mononuclées positives pour l’actine musculaire lisse alpha (alphaSMA) dont les cellules souches mésenchymateuses, le tout formant une néointima oblitérante. Cette pathologie est la cause principale de la perte des greffons rénaux et cardiaques à long terme. Le rejet vasculaire aigu est un prédicteur de la vasculopathie du greffon. L’équipe du Dr Hébert a démontré que l’apoptose endothéliale, qui joue un rôle important dans le développement du rejet vasculaire, initie la libération de LG3, un fragment du protéoglycan perlécan. Les taux sanguins et urinaires de LG3 sont augmentés chez les receveurs d’allogreffe rénale avec rejet vasculaire et vasculopathie du greffon. Les résultats obtenus en laboratoire durant ma maîtrise ont permis de mieux caractériser l’impact du LG3 sur un type cellulaire important participant à la formation de néointima : les cellules souches mésenchymateuses. Mes travaux ont démontré que le LG3 induit à la fois la migration horizontale des MSC et la transmigration des MSC. Cette migration est dépendante de la voie de signalisation d’ERK1/2, précédemment identifiée comme voie centrale dans la formation de néointima. De plus, nos résultats démontrent que la kinase Src est activée en amont de l’activation de la voie MAPK. La migration horizontale et la transmigration induites par le LG3 sont aussi dépendantes des intégrines alpha2beta1, ainsi que l’activation de la voie MAPK. Dans un modèle de transplantation murin, nous avons également démontré que l’injection sérique de LG3 recombinant favorise l’accumulation de cellules positives pour alphaSMA dans la néointima. En outre, lorsque le receveur est déficient pour l’intégrine alpha2, mais que le greffon est sauvage, la formation de néointima induite par l’injection de LG3 est diminuée dans le greffon suggérant que les cellules du receveur jouent un rôle important dans la formation de la néointima. Enfin, nous avons démontré que l’injection de LG3 augmente aussi le nombre de cellules positives pour la forme phosphorylée d’ERK1/2 (p-ERK1/2) dans la néointima du greffon et que cette accumulation est dépendante de la présence des intégrines 2 1 chez les cellules du receveur.Lorsque le receveur est sauvage, il y a une augmentation du nombre de cellules positives pour p-ERK1/2. L’investigation de ces mécanismes dans le remodelage vasculaire expose de nouvelles opportunités pour inhiber la réponse cellulaire qui mène au remodelage inadapté lors d’un dommage vasculaire chronique et ainsi prolonger la survie du greffon.

Étude du continuum exposition-effet cancérogène du benzo[a]pyrène

Le benzo[a]pyrène (BaP) est un contaminant environnemental de la famille des hydrocarbures aromatiques polycycliques ayant été classé cancérogène chez l’humain. Cependant, la relation entre l’exposition et les effets est toujours mal documentée. L’objectif de cette thèse était de mieux documenter la relation quantitative entre l’exposition au BaP, l’évolution temporelle des biomarqueurs d’exposition et l’apparition d’altérations biologiques précoces, à partir d’études expérimentales chez le rat. Dans un premier temps, nous avons déterminé l’effet de 4 doses de BaP (0.4, 4, 10 et 40 µmol/kg) sur plusieurs biomarqueurs d’exposition (3- et 7-OHBaP, 4,5- et 7,8-diolBaP, BaPtétrol et 1,6-, 3,6- et 7,8-diones-BaP), les adduits à l’ADN et l’expression de gènes impliqués dans le métabolisme du BaP, la réparation de l’ADN et le stress oxydatif. Le BaP et ses métabolites ont été mesurés dans le sang, les tissus et les excrétas, 8 h et 24 h après l’administration intraveineuse de BaP par chromatographie liquide à ultra haute performance (UHPLC) couplée à la fluorescence. Les adduits à l’ADN ont été quantifiés dans les poumons par immuno-essai en chémoluminescence. L’expression des gènes dans les poumons a été réalisée par PCR quantitative en temps réel (qRT-PCR). Les résultats ont révélé une bonne relation dose-excrétion pour le 3-OHBaP, le 4,5-diolBaP et le 7,8-diolBaP et ils ont également renforcé l’utilité du 4,5-diolBaP comme potentiel biomarqueur du BaP en plus du 3-OHBaP. De plus, l’augmentation dose-dépendante de la formation des adduits et de l’expression de certains gènes impliqués dans le métabolisme et le stress oxydatif a suggéré l’intérêt de ces derniers comme biomarqueurs d’effet précoce. Dans un second temps, nous avons évaluer le profil cinétique des biomarqueurs en lien avec la modulation temporelle de la formation des adduits à l’ADN et de l’expression génique, en utilisant la dose de 40 µmol/kg de BaP telle qu’établie dans l’étude précédente, avec une série de mesures sur une durée de 72 h après l’injection intraveineuse de BaP. Il est apparu que le 3- et le 7-OHBaP ainsi que le 4,5- et le 7,8-diolBaP semblaient être de bons biomarqueurs d'exposition; les hydroxyBaP et diolBaP présentaient des cinétiques différentes, mais tous ces métabolites étaient corrélés de façon significative aux adduits BaPDE dans les poumons. L’expression de certains gènes et l’étude de leur profil cinétique a également permis de faire des liens avec la formation des adduits et de mieux comprendre le métabolisme du BaP. Après ces résultats, il semblait alors logique de s’intéresser à l’effet de la voie d’exposition dans un context d’exposition multiple de la population. Les données mesurées dans le sang et les excréta, après administration de 40 µmol/kg de BaP par voie intraveineuse, intratrachéale, orale, et cutanée, ont encore une fois montré l'intérêt de mesurer plusieurs métabolites pour l’évaluation de l’exposition en raison des différences en fonction de la voie d’administration du composé et des différences dans la cinétique de plusieurs biomarqueurs, notamment entre les hydroxy (3- et 7-OHBaP) et les diols-BaP (4,5- et 7,8-diolBaP). Les résultats suggèrent aussi que la mesure de ratios de concentrations de différents métabolites pourrait aider à indiquer le moment et la principale voie d’exposition. Ces données ont permis une meilleure compréhension du continuum entre l’exposition et les effets.

Carbohydrate-based micelle clusters which enhance hydrophobic drug bioavailability by up to 1 order of magnitude

Amphiphilic chitosan-based polymers (M-w < 20 kDa) self-assemble in aqueous media at low micromolar concentrations to give previously unknown micellar clusters of 100-300 nm in size. Micellar clusters comprise smaller 10-30 nm aggregates, and the nanopolarity/drug incorporation efficiency of their hydrophobic domains can be tailored by varying the degree of lipidic derivatization and molecular weight of the carbohydrate. The extent of drug incorporation by these novel micellar clusters is 1 order of magnitude higher than is seen with triblock copolymers, with molar polymer/drug ratios of 1:48 to 1:67. On intravenous injection, the pharmacodynamic activity of a carbohydrate propofol formulation is increased by 1 order of magnitude when compared to a commercial emulsion formulation, and on topical ocular application of a carbohydrate prednisolone formulation, initial drug aqueous humor levels are similar to those found with a 10-fold dose of prednisolone suspension.

Systemic delivery of adult stem cells improves cardiac function in spontaneously hypertensive rats

Heart regeneration after myocardial infarction (MI) can occur after cell therapy, but the mechanisms, cell types and delivery methods responsible for this improvement are still under investigation. In the present study, we evaluated the impact of systemic delivery of bone marrow cells (BMC) and cultivated mesenchymal stem cells (MSC) on cardiac morphology, function and mortality in spontaneously hypertensive rats (SHR) submitted to coronary occlusion. Female syngeneic adult SHR, submitted or not (control group; C) to MI, were treated with intravenous injection of MSC (MI + MSC) or BMC (MI + BM) from male rats and evaluated after 1, 15 and 30 days by echocardiography. Systolic blood pressure (SBP), functional capacity, histology, mortality rate and polymerase chain reaction for the Y chromosome were also analysed. Myocardial infarction induced a decrease in SBP and BMC, but not MSC, prevented this decrease. An improvement in functional capacity and ejection fraction (38 +/- 4, 39 +/- 3 and 58 +/- 2% for MI, MI + MSC and MI + BM, respectively; P < 0.05), as well as a reduction of the left ventricle infarcted area, were observed in rats from the MI + BM group compared with the other three groups. Treated animals had a significantly reduced lesion tissue score. The mortality rate in the C, MI + BM, MI + MSC and MI groups was 0, 0, 16.7 and 44.4%, respectively (P < 0.05 for the MI + MSC and MI groups compared with the C and MI + BM groups). The results of the present study suggest that systemic administration of BMC can improve left ventricular function, functional capacity and, consequently, reduce mortality in an animal model of MI associated with hypertension. We speculate that the cells transiently home to the myocardium, releasing paracrine factors that recruit host cells to repair the lesion.

Contribution of excitatory amino acid receptors of the retrotrapezoid nucleus to the sympathetic chemoreflex in rats

In the present study, we evaluated the role of glutamatergic mechanisms in the retrotrapezoid nucleus (RTN) in changes of splanchnic sympathetic nerve discharge (sSND) and phrenic nerve discharge (PND) elicited by central and peripheral chemoreceptor activation. Mean arterial pressure (MAP), sSND and PND were recorded in urethane-anaesthetized, vagotomized, sino-aortic denervated and artificially ventilated male Wistar rats. Hypercapnia (10% CO(2)) increased MAP by 32 +/- 4 mmHg, sSND by 104 +/- 4% and PND amplitude by 101 +/- 5%. Responses to hypercapnia were reduced after bilateral injection of the NMDA receptor antagonist D,L-2-amino-5-phosphonovalerate (AP-5; 100mm in 50 nl) in the RTN (MAP increased by 16 +/- 3 mmHg, sSNDby 82 +/- 3% and PND amplitudeby 63 +/- 7%). Bilateral injection of the non-NMDA receptor antagonist 6,7-dinitro-quinoxaline-2,3-dione(DNQX; 100 mm in 50 nl) and the metabotropic receptor antagonist (+/-)-alpha-methyl-4-carboxyphenylglycine (MCPG; 100mm in 50 nl) in the RTN did not affect sympathoexcitatory responses induced by hypercapnia. Injection of DNQX reduced hypercapnia-induced phrenic activation, whereas MCPG did not. In animals with intact carotid chemoreceptors, bilateral injections of AP-5 and DNQX in the RTN reduced increases in MAP, sSND and PND amplitude produced by intravenous injection of NaCN (50 mu g kg(-1)). Injection of MCPG in the RTN did not change responses produced by NaCN. These data indicate that RTN ionotropic glutamatergic receptors are involved in the sympathetic and respiratory responses produced by central and peripheral chemoreceptor activation.

Avaliação hemodinâmica e metabólica da cetamina e cetamina S(+) após a reposição volêmica com hidroxietilamido 130/0,4 e solução salina hipertônica 7,5%

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Effects of methadone on the minimum alveolar concentration of isoflurane in dogs

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Recovery of high blood pressure after chronic lesions of the commissural NTS in SHR

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Effect of amitraz and xylazine on some physiological variables of horses

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Efeitos cardiovasculares da anestesia dissociativa na reposição volêmica com colóide e solução hipertônica em cães: avaliação biotelemétrica

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Imunoglobulinas e C3 no granuloma paracoccidióidico

Utilizou-se o modelo experimental de paracoccidioidomicose, em camundongos, induzida pela inoculação endovenosa de suspensão de formas cerebriformes do P. brasiliensis (cepa Bt2; 1x10(6) formas viáveis/animal), para avaliar, após 2, 4, 8, 16 e 20 semanas: 1. A presença de imunoglobulinas e C3 nos granulomas pulmonares, por imunofluorescência direta; 2. A resposta imune humoral (imunodifusão) e celular (teste do coxim plantar), e 3. A histopatologia das lesões. Os camundongos apresentaram resposta imunocelular positiva desde a 2a. semana, com depressão transitória na 16a. semana, e anticorpos desde a 4a. semana, com pico na 16a. semana. Os granulomas pulmonares foram epitelióides, com numerosos fungos e microabscesses; a extensão das lesões foi progressiva até a 16a. semana, com regressão discreta na 20a. semana. Desde a 2a. semana, houve deposição de IgG e C3 na parede dos fungos no interior dos granulomas e a presença de células IgG positivas no halo linfomononuclear periférico; estes achados foram máximos entre a 4a. e 16a. semanas. Não se detectou depósito de IgG e C3 no interstício dos granulomas. IgG e C3 parecem exercer papel precoce e importante na defesa do hospedeiro contra o P. brasiliensis, contribuindo possivelmente para a destruição dos fungos e bloqueando a difusão de antígenos para fora dos granulomas.