Mécanismes moléculaires de l’hypertrophie vasculaire dans le modèle animal d’hypertension essentielle (SHR)

La voie de signalisation des phosphoinositides joue un rôle clé dans la régulation du tonus vasculaire. Plusieurs études rapportent une production endogène de l’angiotensin II (Ang II) et de l’endothéline-1 (ET-1) par les cellules musculaires lisses vasculaires (CMLVs) de rats spontanément hypertendus (spontaneously hypertensive rats : SHR). De plus, l’Ang II exogène induit son effet prohypertrophique sur les CMLVs selon un mécanisme dépendant de la protéine Gqα et de la PKCẟ. Cependant, le rôle de l’axe Gqα/PLCβ/PKCẟ dans l’hypertrophie des CMLVs provenant d’un modèle animal de l’hypertension artérielle n’est pas encore étudié. L’objectif principal de cette thèse est d’examiner le rôle de l’axe Gqα/PLCβ1 dans les mécanismes moléculaires de l’hypertrophie des CMLVs provenant d’un modèle animal d’hypertension artérielle essentielle (spontaneously hypertensive rats : SHR). Nos premiers résultats indiquent que contrairement aux CMLVs de SHR âgés de 12 semaines (absence d’hypertrophie cardiaque), les CMLVs de SHR âgés de 16 semaines (présence d’hypertrophie cardiaque) présentent une surexpression protéique endogène de Gqα et de PLCβ1 par rapport aux CMLVs de rats WKY appariés pour l’âge. L’inhibition du taux d’expression protéique de Gqα et de PLCβ1 par des siRNAs spécifiques diminue significativement le taux de synthèse protéique élevé dans les CMLVs de SHR. De plus, la surexpression endogène des Gqα et PLCβ1, l’hyperphosphorylation de la molécule ERK1/2 et le taux de synthèse protéique élevé dans les CMLVs de SHR de 16 semaines ont été atténués significativement par des antagonistes des récepteurs AT1 (losartan) et ETA (BQ123), mais pas par l’antagoniste du récepteur ETB (BQ788). L’inhibition pharmacologique des MAPKs par PD98059 diminue significativement la surexpression endogène de Gqα/PLCβ1 et le taux de synthèse protéique élevé dans les CMLVs de SHR. D’un côté, l’inhibition du stress oxydatif (par DPI, inhibiteur de la NAD(P)H oxidase, et NAC , molécule anti-oxydante), de la molécule c-Src (PP2) et des récepteurs de facteurs de croissance (AG1024 (inhibiteur de l’IGF1-R), AG1478 (inhibiteur de l’EGFR) et AG1295 (inhibiteur du PDGFR)) a permis d’atténuer significativement la surexpression endogène élevée de Gqα/PLCβ1 et l’hypertrophie des CMLVs de SHR. D’un autre côté, DPI, NAC et PP2 atténuent significativement l’hyperphosphorylation de la molécule c-Src, des RTKs (récepteurs à activité tyrosine kinase) et de la molécule ERK1/2. Dans une autre étude, nous avons aussi démontré que la PKCẟ montre une hyperphosphorylation en Tyr311 dans les CMLVs de SHR comparées aux CMLVs de WKY. La rottlerin, utilisée comme inhibiteur spécifique de la PKCẟ, inhibe significativement cette hyperphosphorylation en Tyr311 dépendamment de la concentration. L’inhibition de l’activité de la PKCẟ par la rottlerin a été aussi associée à une atténuation significative de la surexpression protéique endogène de Gqα/PLCβ1 et l’hypertrophie des CMLVs de SHR. De plus, l’inhibition pharmacologique de l’activité de la PKCẟ, en amont du stress oxydatif, a permis d’inhiber significativement l’activité de la NADPH, le taux de production élevée de l’ion superoxyde ainsi que l’hyperphosphorylation de la molécule ERK1/2, de la molécule c-Src et des RTKs. À notre surprise, nous avons aussi remarqué une surexpression protéique de l’EGFR et de l’IGF-1R dans les CMLVs de SHR à l’âge de 16 semaines. L’inhibition pharmacologique de l’activité de la PKCẟ, de la molécule c-Src et du stress oxydatif a permis d’inhiber significativement la surexpression protéique endogène de ces RTKs. De plus, l’inhibition de l’expression protéique de l’EGFR et de la molécule c-Src par des siRNA spécifiques atténue significativement le taux d’expression protéique élevé de Gqα et de PLCβ1 ainsi que le taux de synthèse protéique élevé dans les CMLVs de SHR. Des siRNAs spécifiques à la PKCẟ ont permis d’atténuer significativement le taux de synthèse protéique élevé dans les CMLVs de SHR et confirment le rôle important de la PKCẟ dans les mécanismes moléculaires de l’hypertrophie des CMLVs selon une voie dépendante du stress oxydatif. En conclusion, ces résultats suggèrent un rôle important de l’activation endogène de l’axe Gqα-PLCβ-PKCẟ dans le processus d’hypertrophie vasculaire selon un mécanisme impliquant une activation endogène des récepteurs AT1/ETa, de la molécule c-Src, du stress oxidatif, des RTKs et des MAPKs.

Gene-environment interactions between adult lead exposure and Apolipoprotein E4 on adult hippocampal neurogenesis and cognitive behavior in mice

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06

Insulin acts via mitogen-activated protein kinase phosphorylation in rabbit blastocysts

The addition of insulin during in vitro culture has beneficial effects on rabbit preimplantation embryos leading to increased cell proliferation and reduced apoptosis. We have previously described the expression of the insulin receptor (IR) and the insulin-responsive glucose transporters (GLUT) 4 and 8 in rabbit preimplantation embryos. However, the effects of insulin on IR signaling and glucose metabolism have not been investigated in rabbit embryos. In the present study, the effects of 170 nM insulin on IR, GLUT4 and GLUT8 mRNA levels, Akt and Erk phosphorylation, GLUT4 translocation and methyl glucose transport were studied in cultured day 3 to day 6 rabbit embryos. Insulin stimulated phosphorylation of the mitogen-activated protein kinase (MAPK) Erk1/2 and levels of IR and GLUT4 mRNA, but not phosphorylation of the phosphatidylinositol 3-kinase-dependent protein kinase, Akt, GLUT8 mRNA levels, glucose uptake or GLUT4 translocation. Activation of the MAPK signaling pathway in the absence of GLUT4 translocation and of a glucose transport response suggest that in the rabbit preimplantation embryo insulin is acting as a growth factor rather than a component of glucose homeostatic control.

Microarray analysis of expression of cell death-associated genes in spinal cord cells with cyclic tensile strain

Previous studies have described alterations in gene expression following spinal cord injury, but this response to mechanical stimuli is difficult to investigate in vivo. Therefore, we have investigated the effect of cyclic tensile strain on cultured spinal cord cells from E15 Sprague-Dawley rats. Microarray analysis of gene expression and categorization of identified genes were performed using Gene Ontology (GO) and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) systems. The application of cyclic tensile strain reduced the viability of cultured spinal cord cells significantly in a dose- and time-dependent manner. GO analysis identified candidate genes related to apoptosis (44) and to response to stimulus (17). KEGG analysis identified changes in the expression levels of 12 genes of the mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway, which were confirmed to be upregulated and validated by RT-PCR analysis. Spinal cord cells undergo cell death in response to cyclic tensile strain, which were dose- and time-dependent, with upregulation of various genes, in particular of the MAPK pathway.

Interactive Effects of Morphine on HIV Infection: Role in HIV-Associated Neurocognitive Disorder

HIV epidemic continues to be a severe public health problem and concern within USA and across the globe with about 33 million people infected with HIV. The frequency of drug abuse among HIV infected patients is rapidly increasing and is another major issue since injection drug users are at a greater risk of developing HIV associated neurocognitive dysfunctions compared to non-drug users infected with HIV. Brain is a major target for many of the recreational drugs and HIV. Evidences suggest that opiate drug abuse is a risk factor in HIV infection, neural dysfunction and progression to AIDS. The information available on the role of morphine as a cofactor in the neuropathogenesis of HIV is scanty. This review summarizes the results that help in understanding the role of morphine use in HIV infection and neural dysfunction. Studies show that morphine enhances HIV-1 infection by suppressing IL-8, downregulating chemokines with reciprocal upregulation of HIV coreceptors. Morphine also activates MAPK signaling and downregulates cAMP response element-binding protein (CREB). Better understanding on the role of morphine in HIV infection and mechanisms through which morphine mediates its effects may help in devising novel therapeutic strategies against HIV-1 infection in opiate using HIV-infected population.

Régulation de la prolifération des cellules musculaires lisses vasculaires par l’activation in vivo du récepteur natriurétique de type C.

Le remodelage vasculaire dû à l’hyper-prolifération cellulaire des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLVs) observé chez les rats spontanément hypertendus (RSH) est associé à l’hypertension artérielle. Nous avons précédemment démontré que le traitement in vivo des RSH par l’agoniste spécifique du récepteur du peptide natriurétique de type C (NPR-C), le C-ANP4-23 atténue l’hyper-prolifération des CMLVs. Nous avons entrepris cette étude afin d’investiguer si l’effet antiprolifératif du C-ANP4-23 agit par l’entremise de l’inhibition de la surexpression des protéines du cycle cellulaire, et afin d’en explorer les mécanismes sous-jacents. Pour cette étude, des RSH et des rats Wistar Kyoto (WKYs) âgés de deux semaines ont été injectés en intra-péritonéale par le C-ANP4-23 de 2 jusqu’à 8 semaines d’âge, deux fois par semaine et sacrifiés à la 9ème semaine. La pression artérielle a été mesurée par méthode Queue-coiffe, la prolifération des CMLVs a été déterminée par incorporation de thymidine et par test MTT, et l’expression des protéines a été quant à elle déterminée par technique d’immunobuvardage de type Western. Les CMLVs des RSH ont démontré une prolifération élevée en comparaison avec celles des WKYs, et le traitement par le C-ANP4-23 a atténué l’hyperprolifération à un niveau de contrôle. De plus, la surexpression des cyclines D1/A/E, des kinases cyclines dépendantes 2 et 4 (cdk2, cdk4), de la forme phosphorylée de la protéine du rétinoblastome et des protéines Gαi des CMLV des RSH a été atténuée à un niveau de contrôle. Par ailleurs, l’hyperphosphorylation d’ERK1/2, AKT, EGF-R, PDGF-R, IGF-R et de c-Src a significativement diminué par le traitement au C-ANP4-23. En outre, le niveau élevé de l’anion superoxyde (O2-), l’activité de la NADP(H) oxydase et de ses sous unités chez les RSH ont été atténués par le C-ANP4-23 .Ces résultats indiquent que l’activation in vivo de NPR-C atténue la surexpression des protéines du cycle cellulaire via l’inhibition de l’activité élevée du stress oxydatif, de c-Src et de l’activation de EGF-R, PDGF- R, IGF-R, de la signalisation de MAPK et la surexpression des protéines Gαi résultant ainsi en l’inhibition de l’hyperprolifération des CMLVs des RSH. Ainsi, il peut être suggéré que le C-ANP4-23 pourrait être utilisé comme agent thérapeutique pour le traitement des complications vasculaires associées à l’hypertension et à l’athérosclérose.

Régulation de la prolifération des cellules musculaires lisses vasculaires par l’activation in vivo du récepteur natriurétique de type C

Le remodelage vasculaire dû à l’hyper-prolifération cellulaire des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLVs) observé chez les rats spontanément hypertendus (RSH) est associé à l’hypertension artérielle. Nous avons précédemment démontré que le traitement in vivo des RSH par l’agoniste spécifique du récepteur du peptide natriurétique de type C (NPR-C), le C-ANP4-23 atténue l’hyper-prolifération des CMLVs. Nous avons entrepris cette étude afin d’investiguer si l’effet antiprolifératif du C-ANP4-23 agit par l’entremise de l’inhibition de la surexpression des protéines du cycle cellulaire, et afin d’en explorer les mécanismes sous-jacents. Pour cette étude, des RSH et des rats Wistar Kyoto (WKYs) âgés de deux semaines ont été injectés en intra-péritonéale par le C-ANP4-23 de 2 jusqu’à 8 semaines d’âge, deux fois par semaine et sacrifiés à la 9ème semaine. La pression artérielle a été mesurée par méthode Queue-coiffe, la prolifération des CMLVs a été déterminée par incorporation de thymidine et par test MTT, et l’expression des protéines a été quant à elle déterminée par technique d’immunobuvardage de type Western. Les CMLVs des RSH ont démontré une prolifération élevée en comparaison avec celles des WKYs, et le traitement par le C-ANP4-23 a atténué l’hyperprolifération à un niveau de contrôle. De plus, la surexpression des cyclines D1/A/E, des kinases cyclines dépendantes 2 et 4 (cdk2, cdk4), de la forme phosphorylée de la protéine du rétinoblastome et des protéines Gαi des CMLV des RSH a été atténuée à un niveau de contrôle. Par ailleurs, l’hyperphosphorylation d’ERK1/2, AKT, EGF-R, PDGF-R, IGF-R et de c-Src a significativement diminué par le traitement au C-ANP4-23. En outre, le niveau élevé de l’anion superoxyde (O2-), l’activité de la NADP(H) oxydase et de ses sous unités chez les RSH ont été atténués par le C-ANP4-23 .Ces résultats indiquent que l’activation in vivo de NPR-C atténue la surexpression des protéines du cycle cellulaire via l’inhibition de l’activité élevée du stress oxydatif, de c-Src et de l’activation de EGF-R, PDGF- R, IGF-R, de la signalisation de MAPK et la surexpression des protéines Gαi résultant ainsi en l’inhibition de l’hyperprolifération des CMLVs des RSH. Ainsi, il peut être suggéré que le C-ANP4-23 pourrait être utilisé comme agent thérapeutique pour le traitement des complications vasculaires associées à l’hypertension et à l’athérosclérose.

Polymorphism of the p38 beta gene in patients with colorectal cancer

The p38 mitogen‑activated protein kinase (MAPK) signaling pathways have been proposed to participate in the pathological process of cancer by affecting inflammation, proliferation, metastasis and cell survival. A single nucleotide polymorphism (SNP; rs2235356, ‑1628A→G) in the promoter region of the p38β gene has been proposed as a genetic modifier for colorectal cancer (CRC) in a Chinese population. The present study evaluated the susceptibility of patients possessing this SNP to CRC, in addition to determining its association with clinical parameters in Swedish patients with CRC. Using the LightSNiP genotyping assay, this SNP was screened in 389 patients with CRC and 517 control subjects. No significant difference in the genotype distribution or in the allelic frequencies was identified between the two groups nor was any association identified with the clinical parameters. These findings indicate that the ‑1628A→G polymorphism of the p38β gene is not significantly associated with a susceptibility to CRC in a Swedish population.

Caracterización y prevalencia del compromiso ocular en pacientes con enfermedad autoinmune y autoinflamatoria en un centro de referencia reumatológica en Colombia entre los años 2000 a 2015

RESUMEN Objetivo: Estimar la prevalencia de las diferentes enfermedades oftalmológicas que aparecen en el contexto de una enfermedad autoinmune (EAI) en pacientes de un centro de referencia reumatológica en Colombia, según características clínicas y sociodemográficas durante un período de 15 años, comprendido entre los años 2000 a 2015. Métodos: Se realizó un estudio descriptivo, observacional de prevalencia. El tipo de muestreo fue aleatorio estratificado con asignación proporcional en el programa Epidat 3.4. Los datos se analizaron en el programa SPSS v22.0 y se realizó análisis univariado de las variables categóricas, para las variables cuantitativas se realizaron medidas de tendencia central. Resultados: De 1640 historias clínicas revisadas, se encontraron 634 pacientes (38,65%) con compromiso ocular. Si excluimos los pacientes con SS, que por definición presentan ojo seco, 222 pacientes (13,53%) presentaron compromiso oftalmológico. Del total de pacientes, el 83,3% fueron mujeres. La AR fue la enfermedad autoinmune con mayor compromiso oftalmológico con 138 pacientes (62,2%), y en último lugar la sarcoidosis con 1 solo paciente afectado. La QCS fue la manifestación más común en todos los grupos diagnósticos de EAI, con 146 pacientes (63,5%). De 414 pacientes con Síndrome de Sjögren (SS) y QCS 8 presentaron compromiso ocular adicional, siendo la uveítis la segunda patología ocular asociada en pacientes con SS y la primera causa en las espondiloartropatias (71,4 %). Los pacientes con catarata (4,1%) presentaron la mayor prevalencia de uso de corticoide (88.8%). De 222 pacientes, 28 (12,6%) presentaron uveítis. Del total de pacientes, 16 (7,2%) presentaron maculopatía por antimalaráricos y 6 (18,75%) de los pacientes con LES. Los ANAS se presentaron en el 100% los pacientes con trastorno vascular de la retina. Los pacientes con epiescleritis presentaron la mayor proporción de positivización de anticuerpos anti-DNA. La EAI que más presentó epiescleritis fue LES con 4 pacientes (12,5%) El 22% de paciente con anticuerpos anti-RNP presentaron escleritis y 32,1% de los pacientes con uveítis presentaron HLA-B27 positivo. Las manifestaciones oftalmológicas precedieron a las sistémicas entre un 11,1% y un 33,3% de los pacientes. Conclusión: Las enfermedades oculares se presentan con frecuencia en los pacientes colombianos con EAI (38.65%), siendo la AR la enfermedad con mayor compromiso ocular (62,2%) y la QCS la enfermedad ocular con mayor prevalencia en todas las EAI (63,5%). La uveítis se presentó en 28 pacientes (12,6%). Las manifestaciones oftalmológicas pueden preceder a las sistémicas. El examen oftalmológico debe ser incluido en los pacientes con EAI, por ser la enfermedad ocular una comorbilidad frecuente. Adicionalmente, los efectos oftalmológicos de las medicaciones sistémicas utilizadas en EAI deben ser estrechamente monitorizados, durante el curso del tratamiento.

Src Homology 3-interacting Domain of Rv1917c of Mycobacterium tuberculosis Induces Selective Maturation of Human Dendritic Cells by Regulating PI3K-MAPK-NF-kappa B Signaling and Drives Th2 Immune Responses

Mycobacterium tuberculosis, an etiological agent of pulmonary tuberculosis, causes significant morbidity and mortality worldwide. Pathogenic mycobacteria survive in the host by subverting host innate immunity. Dendritic cells (DCs) are professional antigen-presenting cells that are vital for eliciting immune responses to infectious agents, including pathogenic mycobacteria. DCs orchestrate distinct Th responses based on the signals they receive. In this perspective, deciphering the interactions of the proline-glutamic acid/proline-proline-glutamic acid (PE/PPE) family of proteins of M. tuberculosis with DCs assumes significant pathophysiological attributes. In this study, we demonstrate that Rv1917c (PPE34), a representative member of the proline-proline-glutamic-major polymorphic tandem repeat family, interacts with TLR2 and triggers functional maturation of human DCs. Signaling perturbations implicated a critical role for integrated cross-talk among PI3K-MAPK and NF-kappa B signaling cascades in Rv1917c-induced maturation of DCs. However, this maturation of DCs was associated with a secretion of high amounts of anti-inflammatory cytokine IL-10, whereas Th1-polarizing cytokine IL-12 was not induced. Consistent with these results, Rv1917c-matured DCs favored secretion of IL-4, IL-5, and IL-10 from CD4(+) T cells and contributed to Th2-skewed cytokine balance ex vivo in healthy individuals and in patients with pulmonary tuberculosis. Interestingly, the Rv1917c-skewed Th2 immune response involved induced expression of cyclooxygenase-2 (COX-2) in DCs. Taken together, these results indicate that Rv1917c facilitates a shift in the ensuing immunity toward the Th2 phenotype and could aid in immune evasion by mycobacteria.

Ligation of cell surface GRP78 with antibody directed against the COOH-terminal domain of GRP78 suppresses Ras/MAPK and PI 3-kinase/AKT signaling while promoting caspase activation in human prostate cancer cells.

We have previously shown that treatment of prostate cancer and melanoma cells expressing GRP78 on their cell surface with antibody directed against the COOH-terminal domain of GRP78 upregulates and activates p53 causing decreased cell proliferation and upregulated apoptosis. In this report, we demonstrate that treatment of 1-LN prostate cancer cells with this antibody decreases cell surface expression of GRP78, Akt(Thr308) and Akt(Ser473) kinase activities and reduces phosphorylation of FOXO, and GSK3beta. This treatment also suppresses activation of ERK1/2, p38 MAPK and MKK3/6; however, it upregulates MKK4 activity. JNK, as determined by its phosphorylation state, is subsequently activated, triggering apoptosis. Incubation of cells with antibody reduced levels of anti-apoptotic Bcl-2, while elevating pro-apoptotic BAD, BAX and BAK expression as well as cleaved caspases-3, -7, -8 and -9. Silencing GRP78 or p53 gene expression by RNAi prior to antibody treatment abrogated these effects. We conclude that antibody directed against the COOH-terminal domain of GRP78 may prove useful as a pan suppressor of proliferative/survival signaling in cancer cells expressing GRP78 on their cell surface.

Peptide gomesin triggers cell death through L-type channel calcium influx, MAPK/ERK, PKC and PI3K signaling and generation of reactive oxygen species

Gomesin is an antimicrobial peptide isolated from hemocytes of a common Brazilian tarantula spider named Acanthoscurriagomesiana. This peptide exerts antitumor activity in vitro and in vivo by an unknown mechanism. In this study, the cytotoxic mechanism of gomesin in human neuroblastoma SH-SY5Y and rat pheochromocytoma PC12 cells was investigated. Gomesin induced necrotic cell death and was cytotoxic to SH-SY5Y and PC12 cells. The peptide evoked a rapid and transient elevation of intracellular calcium levels in Fluo-4-AM loaded PC12 cells, which was inhibited by nimodipine, an L-type calcium channel blocker. Preincubation with nimodipine also inhibited cell death induced by gomesin in SH-SY5Y and PC12 cells. Gomesin-induced cell death was prevented by the pretreatment with MAPK/ERK, PKC or PI3K inhibitors, but not with PKA inhibitor. In addition, gomesin generated reactive oxygen species (ROS) in SH-SY5Y cells, which were blocked with nimodipine and MAPK/ERK, PKC or PI3K inhibitors. Taken together, these results suggest that gomesin could be a useful anticancer agent, which mechanism of cytotoxicity implicates calcium entry through L-type calcium channels, activation of MAPK/ERK, PKC and PI3K signaling as well as the generation of reactive oxygen species. (C) 2010 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Modulation of cell proliferation, survival and gene expression by RAGE and TLR signaling in cells of the innate and adaptive immune response: role of p38 MAPK and NF-KB

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)