Impacts des dépositions atmosphériques de fer sur les assemblages phytoplanctoniques et la production de diméthylsulfure dans le Pacifique Nord-Est contemporain et dans le contexte de l’acidification des océans

La croissance du phytoplancton est limitée par les faibles concentrations de fer (Fe) dans près de 40% de l’océan mondial. Le Pacifique subarctique Nord-Est représente une de ces zones limitées en fer et désignées High Nutrient - Low Chlorophyll (HNLC). Cet écosystème, dominé par des cellules de petite taille telles les prymnésiophytes, est caractérisé par de très faibles concentrations estivales de chlorophylle a et de fortes concentrations de macronutriments. Il a été maintes fois démontré que les ajouts de fer, sous différentes formes chimiques (habituellement FeSO4), dans les zones HNLC, stimulent la croissance et modifient la structure des communautés planctoniques en favorisant la croissance des cellules de grande taille, notamment les diatomées. Ces effets sur la communauté planctonique ont le potentiel d’influencer les grands mécanismes régulateurs du climat, tels la pompe biologique de carbone et la production de diméthylsulfure (DMS). Les poussières provenant des déserts du nord de la Chine sont reconnues depuis longtemps comme une source sporadique importante de fer pour le Pacifique Nord-Est. Malgré leur importance potentielle, l’influence directe exercée par ces poussières sur l’écosystème planctonique de cette zone HNLC n’a jamais été étudiée. Il s’agit d’une lacune importante puisque le fer associé aux poussières est peu soluble dans l’eau de mer, que la proportion biodisponible n’est pas connue et que les poussières peuvent avoir un effet inhibiteur chez le phytoplancton. Cette thèse propose donc, dans un premier temps, de mesurer pour la première fois l’effet de la fertilisation de la communauté planctonique du Pacifique Nord-Est par un gradient de concentrations de poussières désertiques naturelles. Cette première expérimentation a démontré que le fer contenu dans les poussières asiatiques est biodisponible et qu’une déposition équivalente à celles prenant place au printemps dans le Pacifique Nord-Est peut résulter en une stimulation significative de la prise de nutriments et de la croissance du phytoplancton. Mes travaux ont également montré que l’ajout de 0,5 mg L-1 de poussières peut résulter en la production d’autant de biomasse algale que l’ajout de FeSO4, l’espèce chimique utilisée lors des expériences d’enrichissement en fer à grande échelle. Cependant, les ajouts de FeSO4 favorisent davantage les cellules de petite taille que les ajouts de poussières, observation démontrant que le FeSO4 n’est pas un proxy parfait des poussières asiatiques. Dans un deuxième temps, je me suis intéressée à une source alternative de fer atmosphérique, les cendres volcaniques. Mon intérêt pour cette source de fer a été attisé par les observations d’une floraison spectaculaire dans le Pacifique Nord-Est, ma région d’étude, associée à l’éruption de 2008 du volcan Kasatochi dans les îles Aléoutiennes. Forte de mon expérience sur les poussières, j’ai quantifié l’effet direct de ces cendres volcaniques sur la communauté planctonique du Pacifique Nord-Est. Mes résultats ont montré que le fer contenu dans les cendres volcaniques est également biodisponible pour le phytoplancton. Ils ont également montré que cette source de fer peut être aussi importante que les poussières désertiques dans la régulation de la croissance du phytoplancton dans cette partie de l’océan global à l’échelle millénaire. Dans un troisième temps, j’ai estimé comment l’acidification des océans modulera les réponses des communautés planctoniques aux dépositions naturelles de fer mises en évidence lors de mes expériences précédentes. Pour ce faire, j’ai effectué des enrichissements de poussière dans de l’eau de mer au pH actuel de 8.0 et dans l’eau de mer acidifiée à un pH de 7.8. Mes résultats ont montré une diminution du taux de croissance du phytoplancton dans le milieu acidifié mais pas de changement notable dans la structure de la communauté. Les ajouts de poussières et de cendres, de même que les variations de pH, n’ont pas eu d’effet significatif sur la production de DMS et de son précurseur le diméthylsulfoniopropionate (DMSP), probablement en raison de la courte durée (4 jours) des expériences. L’ensemble des résultats de cette thèse montre que le fer contenu dans diverses sources atmosphériques naturelles est biodisponible pour le phytoplancton du Pacifique Nord-Est et que des taux de déposition réalistes peuvent stimuler la croissance de manière notable dans les premiers jours suivant une tempête désertique ou une éruption volcanique. Finalement, les résultats de mes expériences à stresseurs multiples Fer/acidification suggèrent une certaine résistance des communautés phytoplanctoniques à la diminution du pH prédite d’ici la fin du siècle pour les eaux de surface des océans.

Toll-like receptor 9 in breast cancer

The innate immune system recognizes microbial features leading to the activation of the adaptive immune system. The role of Toll-like receptor 9 (TLR9) is to recognize microbial DNA. In addition to immune cells, TLR9 is widely expressed in breast cancer in addition to other cancers. Breast cancer is the most common cancer in women, affecting approximately one in eight in industrialized countries. In the clinical setting, breast cancer is divided into three clinical subtypes with type-specific treatments. These subtypes are estrogen receptor (ER)-positive, HER2-positive and triple-negative (TNBC) breast cancer. TNBC is the most aggressive subtype that can be further divided into several subtypes. TNBC tumors lack ER, progesterone receptor and HER2 receptor. Therefore, the current clinically used targeted therapies are not suitable for TNBC treatment as TNBC is a collection of diseases rather than one entity. Some TNBC patients are cured with standard chemotherapy, while others rapidly die due to the disease. There are no clinically used iomarkers which would help in predicting which patients respond to chemotherapy. During this thesis project, we discovered a novel good-prognosis TNBC subtype. These tumors have high TLR9 expression levels. Our findings suggest that TLR9 screening in TNBC patient populations might help to identify the patients that are at the highest risk regarding a relapse. To gain better understanding on the role of TLR9 in TNBC, we developed an animal model which mimicks this disease. We discovered that suppression of TLR9 expression in TNBC cells increases their invasive properties in hypoxia. In line with the clinical findings, TNBC cells with low TLR9 expression also formed more aggressive tumors in vivo. TLR9 expression did not, however, affect TNBC tumor responses to doxorubicin. Our results suggest that tumor TLR9 expression may affect chemotherapyrelated immune responses, however, this requires further investigation. Our other findings revealed that DNA released by chemotherapy-killed cells induces TLR9-mediated invasion in living cancer cells. Normally, extracellular self-DNA is degraded by enzymes, but during massive cell death, for example during chemotherapy, the degradation machinery may be exhausted and self-DNA is taken up into living cells activating TLR9. We also discovered that the malaria drug chloroquine, an inhibitor of autophagy and TLR9 signalling does not inhibit TNBC growth in vivo, independently of the TLR9 status. Finally, we found that ERα as well as the sex hormones estrogen and testosterone regulate TLR9 expression and activity in breast cancer cells in vitro. As a conclusion, we suggest that TLR9 is a potential biomarker in TNBC. ------- Sisäsyntyisen immuniteetin tehtävä on tunnistaa mikrobien molekyylirakenteita, mikä saa aikaan adaptiivisen immuunijärjestelmän aktivoitumisen. Tollin kaltainen reseptori 9 (TLR9) on dna:ta tunnistava sisäsyntyisen immuniteetin reseptori, jota ilmennetään myös useissa syövissä, kuten rintasyövässä. Rintasyöpä on naisten yleisin syöpä, johon joka kahdeksas nainen sairastuu elämänsä aikana. Kliinisesti rintasyöpä jaotellaan kolmeen alatyyppiin, joista kolmoisnegatiivinen rintasyöpä on aggressiivisin. Tämän tyypin syövät eivät ilmennä hormonireseptoreja (estrogeeni- ja progesteronireseptori) tai HER2-reseptoria. Tästä johtuen kolmoisnegatiivisten potilaiden hoitoon ei voida käyttää rintasyövän nykyisten hoitosuositusten mukaisia täsmähoitoja. Kolmoisnegatiivinen rintasyöpä ei kuitenkaan ole yksi sairaus, koska molekyylitasolla sen on osoitettu koostuvan lukuisista, biologialtaan erilaisista syöpämuodoista. Tällä hetkellä kliinisessä käytössä ei ole biomarkkeria, jonka avulla kolmoisnegatiivisen rintasyövän alatyypit voisi erottaa toisistaan. Löysimme uuden kolmoisnegatiivisen syövän alatyypin, joka ilmentää vain vähän TLR9-proteiinia. Tällä alatyypillä on erittäin huono ennuste ja tulostemme perusteella TRL9-tason selvittäminen voisi seuloa huonoennusteiset syövät kolmoisnegatiivisten syöpien joukosta. Kehitimme eläinmallin, jolla voidaan tutkia matalan ja korkean TLR9-tason vaikutuksia kolmoisnegatiivisten kasvainten hoitovasteeseen. Toinen löytömme oli, että kemoterapialla tapettujen syöpäsolujen dna saa aikaan elävien syöpäsolujen TLR9-välitteistä invaasiota. Normaalisti entsyymit hajoittavat yksilön oman solunulkoisen dna:n. Erikoistilanteissa, kuten syöpähoitojen yhteydessä, jolloin solukuolema on massiivista, elimistön oma koneisto ei ehdi tuhoamaan solunulkoista dna:ta ja sitä voi kertyä eläviin soluihin, joissa se aktivoi TLR9:n. Kolmanneksi havaitsimme, että malarialääke klorokiini, joka estää TLR9:n toimintaa ja jolla on syövänvastaisia vaikutuksia soluviljelyolosuhteissa, ei estänyt TLR9-positiivisten tai TLR9-negatiivisten kasvainten kasvua käyttämässämme eläinmallissa. Neljänneksi soluviljelykokeittemme tulokset osoittivat, että sukupuolihormonit estrogeeni ja testosteroni sekä estrogeenireseptori osallistuvat TLR9:n ilmentymisen ja aktiivisuuden säätelyyn. Tuloksemme osoittavat, että TLR9 potentiaalinen biomarkkeri kolmoisnegatiivisessa rintasyövässä.

Testicular volume and reproductive status of Wild Callithrix jacchus

ARAÚJO, Arrilton ; SOUSA, Maria Bernardete Cordeiro . Testicular volume and reproductive status of Wild Callithrix jacchus. International Journal of Primatology, v.29, p.1355–1364, 2008. DOI 10.1007/s10764-008-9291-4

Paracrine effects of oocyte secreted factors and stem cell factor on porcine granulosa and theca cells in vitro

Oocyte control of granulosa and theca cell function may be mediated by several growth factors via a local feedback loop(s) between these cell types. This study examined both the role of oocyte-secreted factors on granulosa and thecal cells, cultured independently and in co-culture, and the effect of stem cell factor (SCF); a granulosa cell derived peptide that appears to have multiple roles in follicle development. Granulosa and theca cells were isolated from 2-6 mm healthy follicles of mature porcine ovaries and cultured under serum-free conditions, supplemented with: 100 ng/ml LR3 IGF-1, 10 ng/ml insulin, 100 ng/ml testosterone, 0-10 ng/ml SCF, 1 ng/ml FSH (granulosa), 0.01 ng/ml LH (theca) or 1 ng/ml FSH and 0.01 ng/ml LH (co-culture) and with/without oocyte conditioned medium (OCM) or 5 oocytes. Cells were cultured in 96 well plates for 144 h, after which viable cell numbers were determined. Medium was replaced every 48 h and spent medium analysed for steroids.Oocyte secreted factors were shown to stimulate both granulosa cell proliferation (P < 0.001) and oestradiol production (P < 0.001) by granulosa cells throughout culture. In contrast, oocyte secreted factors suppressed granulosa cell progesterone production after both 48 and 144 hours (P < 0.001). Thecal cell numbers were increased by oocyte secreted factors (P = 0.02), together with a suppression in progesterone and androstenedione synthesis after 48 hours (P < 0.001) and after 144 hours (P = 0.02), respectively. Oocyte secreted factors also increased viable cell numbers (P < 0.001) in co-cultures together with suppression of progesterone (P < 0.001) and oestradiol (P < 0.001). In granulosa cell only cultures, SCF increased progesterone production in a dose dependent manner (P < 0.001), whereas progesterone synthesis by theca cells was reduced in a dose dependent manner (P = 0.002). Co-cultured cells demonstrated an increase in progesterone production with increasing SCF dose (P < 0.001) and an increase in oestradiol synthesis at the highest dose of SCF (100 ng/ml). In summary, these findings demonstrate the presence of a co-ordinated paracrine interaction between somatic cells and germ cells, whereby oocyte derived signals interact locally to mediate granulosa and theca cell function. SCF has a role in modulating this local interaction. In conclusion, the oocyte is an effective modulator of granulosa-theca interactions, one role being the inhibition of luteinization

Developmental programming of polycystic ovary syndrome (PCOS): prenatal androgens establish pancreatic islet α/β cell ratio and subsequent insulin secretion

Exogenous androgenic steroids applied to pregnant sheep programmes a PCOS-like phenotype in female offspring. Via ultrasound guidance we applied steroids directly to ovine fetuses at d62 and d82 of gestation, and examined fetal (day 90 gestation) and postnatal (11 months old) pancreatic structure and function. Of three classes of steroid agonists applied (androgen - Testosterone propionate (TP), estrogen - Diethystilbesterol (DES) and glucocorticoid - Dexamethasone (DEX)), only androgens (TP) caused altered pancreatic development. Beta cell numbers were significantly elevated in prenatally androgenised female fetuses (P=0.03) (to approximately the higher numbers found in male fetuses), whereas alpha cell counts were unaffected, precipitating decreased alpha:beta cell ratios in the developing fetal pancreas (P=0.001), sustained into adolescence (P=0.0004). In adolescence basal insulin secretion was significantly higher in female offspring from androgen-excess pregnancies (P=0.045), and an exaggerated, hyperinsulinaemic response to glucose challenge (P=0.0007) observed, whereas prenatal DES or DEX treatment had no effects upon insulin secretion. Postnatal insulin secretion correlated with beta cell numbers (P=0.03). We conclude that the pancreas is a primary locus of androgenic stimulation during development, giving rise to postnatal offspring whose pancreas secreted excess insulin due to excess beta cells in the presence of a normal number of alpha cells.

Serviços dos ecossistemas prestados pelos estuários : especiação e capacidade de retenção do fósforo

O fator nutricional presente nos sapais não é só importante para os organismos que nele habitam como também apresenta uma importância ecológica a uma maior escala. Exemplifica-se este fato com a capacidade de retenção do Fósforo (P) por parte das plantas podendo estas competir como produto químicos para sua imobilização através da incorporação da sua fração biodisponível para cumprimento dos mecanismos básicos de sobrevivência. O rizosedimento dessas plantas é uma importante fonte de nutrientes necessários para garantia básica da perpetuação de todos os serviços (regulação, provisão, cultural) gerados pelo ambiente. A perda de áreas de sapal foi o motivo principal para a elaboração desta tese visto a preocupação em relação aos impactes que a perda de serviços associados à área de estudo escolhida, o sistema lagunar da Ria de Aveiro, poderá vir sofrer caso aconteçam alterações hídricas (naturais ou antrópicas) mais acentuadas no futuro. Essa tese assume como compromisso chamar a atenção para essa questão como também investigar os mecanismos do ciclo do P este importante nutriente considerado essencial para a manutenção da vida em nosso planeta. Para este estudo foram escolhidas 3 espécies de plantas halófitas representantes do sapal amostral, são elas: Bolbochenous maritimus, Spartina maritima e de Juncus maritimus. As questões levantadas buscam compreender o papel do P nas transformações que ocorrem no rizosedimento das halófitas em 3 diferentes contextos: (i) quando comparados os valores da biomassa de P associado às halófitas estudadas (estudo realizado nos sapais povoados por Spartina maritima e Juncus maritimus) em toda extensão da Ria de Aveiro (ii) quando da disponibilidade de P perante a presença de poluentes inorgânicos no Largo do Laranjo, que corresponde a uma zona historicamente contaminada por metais (estudo realizado no rizosedimento das espécies Bolbochenous maritimus e Juncus maritimus) e (iii) quanto à intrusão superficial da água salgada da laguna (estudo focado na avaliação da perda do P próximo às raízes das halófitas que habitam a zona externa do dique do Baixo Vouga Lagunar (BVL) que corresponde à zona de confluência do Rio Vouga com a Ria de Aveiro). Por meio da análise do rizosedimento e da biomassa das diferentes halófitas predominantes do sapal foi possível verificar que, em relação à carga nutritiva fosfática, de Norte (Canal de São Jacinto/Ovar) a Sul (Canal de Mira) da Ria de Aveiro, a cota do sapal é mais importante do que a natureza espacial do sistema. Esta informação é primordial para a assertividade de futuras medidas de criação e reabilitação das áreas de sapal na Ria de Aveiro. Os estudos realizados nas áreas impactadas (Largo do Laranjo e BVL) incidiram na análise do perfil vertical rizosedimentar das halófitas pertencentes ao sapal médio-alto. Estes estudos revelaram que o rizosedimento dessas halófitas possui características peculiares que definem a dinâmica do ciclo do P de forma bastante característica. O rizosedimento das halófitas presentes no Largo do Laranjo apresentaram teores biodisponíveis de P equivalentes àqueles presentes no rizosedimento de área mais afastada da fonte pontual de contaminação para as mesmas espécies. Numa visão otimista, os resultados revelam que ambos sapais, Largo de Laranjo e Cais do Bico, apresentam condições equiparável para perpetuação dos serviços por eles gerados, que nesse caso se tornam ainda mais valiosos devido a garantia da fitoestabilização dos contaminantes (prevenção da entrada de contaminantes na coluna d’água e na cadeia alimentar). No Baixo Vouga Lagunar a análise espacial do sapal na zona exterior ao dique revelou a perda da diversidade das espécies bem como o aumento da área de vasa e consequentemente a perda dos teores de P associados ao rizosedimento das halófitas mais expostas aos efeitos da compressão costeira intensificados pelas ações naturais e antrópicas a que a Ria está sujeita. Em geral, a degradação dessa área de sapal devido aos fenômenos de assoreamento ou de erosão não pode ser separada dos processos sedimentares na área envolvente, principalmente no caso da Ria de Aveiro que tem sofrido constantes mudanças para atender às necessidades das atividades humanas. Essa tendência provavelmente não mudará no futuro próximo. Consequentemente, a evolução da laguna será principalmente dependente do resultado direto das ações humanas que deverão sempre encontrar formas de compensar os danos causados no âmbito de intervenções de reabilitação do sistema hídrico. A recriação de áreas de sapal pode ter lugar como medida mitigadora no âmbito de intervenções de reabilitação de áreas degradadas e ainda poderá servir como forma de captura de P para programas de utilização de fertilizantes naturais (componente desejável para a agricultura moderna o que é particularmente importante para as regiões altamente dependentes do mercado de importação). Deste modo, recomenda-se que a recuperação das áreas de sapal seja enquadrada no âmbito de intervenções mais amplas de valorização dos sistemas estuarinos e lagunares.

Desenvolvimento e validação de método voltamétrico para determinação de ferro e sua especiação química em água intersticial no sedimento da Lagoa dos Patos-RS

Os sedimentos podem atuar tanto como acumuladores quanto como fontes de poluentes. Em função das atividades portuárias locais estarem em ritmo de crescimento pela ampliação do porto de Rio Grande (RS), estudos que mostrem a situação do local investigado são importantes a fim de prever o aporte do ferro nesse ambiente. Neste trabalho, a especiação química do ferro e a determinação da concentração do metal total e dissolvido em amostras de águas intersticiais no sedimento do Saco do Mendanha (RS) foram avaliadas, utilizando a Voltametria Adsortiva de Redissolução Catódica com o ligante 2,3-Dihidroxinaftaleno. O objetivo principal desse trabalho foi validar a metodologia analítica para realizar a especiação química do ferro em águas intersticiais, o que englobou a faixa linear de trabalho, limites de detecção e de quantificação, a exatidão e precisão. O Limite de Detecção encontrado foi de 0,11 nmol L-1 . Foram determinadas as concentrações de ferro total, dissolvido e lábil em três frações distintas: na interface água/sedimento, entre 0 e -5 cm; e entre -15 e -20 cm de profundidade na coluna sedimentar. Nas amostras analisadas, a concentração de ferro lábil encontrada foi entre 4,64 – 135,37 µmol L-1 ; a concentração do metal dissolvido foi de 6,25 – 322,70 µmol L-1 e de ferro total entre 83,36 – 390,30 µmol L-1 . A concentração do metal lábil em comparação com a fração dissolvida e total indica a presença de complexos estáveis entre o metal e a matéria orgânica natural presente na água intersticial, tornando dessa forma, o metal menos biodisponível para a biota local. Durante os meses de amostragem do sedimento, foi observada variação da concentração do metal, onde no mês de abril ocorreu o maior aporte do metal da coluna d’água para o sedimento. Essa transferência do metal para o sedimento pode estar relacionada pela forte mudança na salinidade no local de amostragem, passando de 16 no mês de fevereiro para 33 no mês de abril e para próximo de zero nos meses de agosto e novembro de 2009.

Nitrate metabolism in the dinoflagellate Lingulodinium polyedrum

Les dinoflagellés sont des eucaryotes unicellulaires retrouvés dans la plupart des écosystèmes aquatiques du globe. Ces organismes amènent une contribution substantielle à la production primaire des océans, soit en tant que membre du phytoplancton, soit en tant que symbiontes des anthozoaires formant les récifs coralliens. Malheureusement, ce rôle écologique majeur est souvent négligé face à la capacité de certaines espèces de dinoflagellés à former des fleurs d'eau, parfois d'étendue et de durée spectaculaires. Ces floraisons d'algues, communément appelées "marées rouges", peuvent avoir de graves conséquences sur les écosystèmes côtiers, sur les industries de la pêche et du tourisme, ainsi que sur la santé humaine. Un des facteurs souvent corrélé avec la formation des fleurs d'eau est une augmentation dans la concentration de nutriments, notamment l’azote et le phosphore. Le nitrate est un des composants principaux retrouvés dans les eaux de ruissellement agricoles, mais également la forme d'azote bioaccessible la plus abondante dans les écosystèmes marins. Ainsi, l'agriculture humaine a contribué à magnifier significativement les problèmes associés aux marées rouges au niveau mondial. Cependant, la pollution ne peut pas expliquer à elle seule la formation et la persistance des fleurs d'eau, qui impliquent plusieurs facteurs biotiques et abiotiques. Il est particulièrement difficile d'évaluer l'importance relative qu'ont les ajouts de nitrate par rapport à ces autres facteurs, parce que le métabolisme du nitrate chez les dinoflagellés est largement méconnu. Le but principal de cette thèse vise à remédier à cette lacune. J'ai choisi Lingulodinium polyedrum comme modèle pour l'étude du métabolisme du nitrate, parce que ce dinoflagellé est facilement cultivable en laboratoire et qu'une étude transcriptomique a récemment fourni une liste de gènes pratiquement complète pour cette espèce. Il est également intéressant que certaines composantes moléculaires de la voie du nitrate chez cet organisme soient sous contrôle circadien. Ainsi, dans ce projet, j'ai utilisé des analyses physiologiques, biochimiques, transcriptomiques et bioinformatiques pour enrichir nos connaissances sur le métabolisme du nitrate des dinoflagellés et nous permettre de mieux apprécier le rôle de l'horloge circadienne dans la régulation de cette importante voie métabolique primaire. Je me suis tout d'abord penché sur les cas particuliers où des floraisons de dinoflagellés sont observées dans des conditions de carence en azote. Cette idée peut sembler contreintuitive, parce que l'ajout de nitrate plutôt que son épuisement dans le milieu est généralement associé aux floraisons d'algues. Cependant, j’ai découvert que lorsque du nitrate était ajouté à des cultures initialement carencées ou enrichies en azote, celles qui s'étaient acclimatées au stress d'azote arrivaient à survivre près de deux mois à haute densité cellulaire, alors que les cellules qui n'étaient pas acclimatées mourraient après deux semaines. En condition de carence d'azote sévère, les cellules arrivaient à survivre un peu plus de deux semaines et ce, en arrêtant leur cycle cellulaire et en diminuant leur activité photosynthétique. L’incapacité pour ces cellules carencées à synthétiser de nouveaux acides aminés dans un contexte où la photosynthèse était toujours active a mené à l’accumulation de carbone réduit sous forme de granules d’amidon et corps lipidiques. Curieusement, ces deux réserves de carbone se trouvaient à des pôles opposés de la cellule, suggérant un rôle fonctionnel à cette polarisation. La deuxième contribution de ma thèse fut d’identifier et de caractériser les premiers transporteurs de nitrate chez les dinoflagellés. J'ai découvert que Lingulodinium ne possédait que très peu de transporteurs comparativement à ce qui est observé chez les plantes et j'ai suggéré que seuls les membres de la famille des transporteurs de nitrate de haute affinité 2 (NRT2) étaient réellement impliqués dans le transport du nitrate. Le principal transporteur chez Lingulodinium était exprimé constitutivement, suggérant que l’acquisition du nitrate chez ce dinoflagellé se fondait majoritairement sur un système constitutif plutôt qu’inductible. Enfin, j'ai démontré que l'acquisition du nitrate chez Lingulodinium était régulée par la lumière et non par l'horloge circadienne, tel qu'il avait été proposé dans une étude antérieure. Finalement, j’ai utilisé une approche RNA-seq pour vérifier si certains transcrits de composantes impliquées dans le métabolisme du nitrate de Lingulodinium étaient sous contrôle circadien. Non seulement ai-je découvert qu’il n’y avait aucune variation journalière dans les niveaux des transcrits impliqués dans le métabolisme du nitrate, j’ai aussi constaté qu’il n’y avait aucune variation journalière pour n’importe quel ARN du transcriptome de Lingulodinium. Cette découverte a démontré que l’horloge de ce dinoflagellé n'avait pas besoin de transcription rythmique pour générer des rythmes physiologiques comme observé chez les autres eukaryotes.

Eph kinases and their ligands ephrins act in concert with sex hormones in regulating blood pressure

Les Erythropoietin-producing hepatocyte (EPH) sont la plus grande famille de récepteurs tyrosine kinase. Leurs ligands, les éphrines (EFNs), sont aussi des molécules exprimées à la surface cellulaire. Les EPH/EFNs sont impliqués dans de nombreux processus biologiques. L'hypertension artérielle (PA) est une maladie chronique qui, aujourd'hui, est devenue un problème médical critique dans le monde entier et un enjeu de santé publique. La découverte de nouvelles thérapeutiques de l'hypertension sont d'une grande importance pour la santé publique. Jusqu’à tout récemment, il existe seulement quelques études concernant le rôle de l’axe EPH/EFNs sur la fonction des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV). Dans nos études précédentes, nous avons montré qu'EPHB6 et EFNB1, de concert avec les hormones sexuelles, régulent la PA. Dans la présente étude, nous avons constaté que les différents membres de la famille EPH/EFN peuvent réguler soit positivement, soit négativement, la contractilité des CMLV et la PA: tandis que EPHB4 et EFNB2 appartiennent à la première catégorie, EFNB1, EFNB3 et EPHB6 appartiennent à la deuxième. In vivo, des souris males, mais non pas des femelles, porteuses d’une mutation EPHB4 (KO) spécifique du muscle lisse présentent une PA diminuée, comparée aux souris témoins (WT). Les CMLV de souris EPHB4 KO, en présence de testostérone, ont montré une contractilité réduite lors de la stimulation par la phényléphrine (PE). Au niveau moléculaire, la phosphorylation de la protéine kinase II dépendante de Ca2+/calmoduline et de la kinase de la chaine légère de la myosine (CLM) est augmentée, tandis que la phosphorylation de la kinase de la CLM est réduite dans les CMLV KO lors de la stimulation par PE, par rapport au WT CMLV. Cela fournit une base moléculaire à la réduction de la PA et de la contractilité des CMLV chez les souris EPHB4 KO. EFNB2 est le ligand majeur de l’EPHB4. Comme attendu, les souris EFNB2 KO spécifique du muscle lisse avaient un phénotype de PA semblable, quoique non identique, aux souris EPHB4 KO. Les souris mâles EFNB2 KO, mais pas femelles, sous régime régulier ou riche en sel, présentent une PA réduite, par rapport à leurs homologues WT. Au niveau cellulaire, les CMLV des souris KO ont montré une contractilité réduite lors de la stimulation par PE par rapport aux témoins WT. Une région de l’acide aminé (aa) 313 à l’aa 331 dans la partie intracellulaire d’EFNB2 est essentielle pour la signalisation inverse qui régule la contractilité des CMLV, selon des études de mutation-délétion. Dans une étude de génétique humaine, nous avons identifié, dans le gène EFNB2, six SNP qui étaient associées significativement au risque d'hypertension artérielle, de façon dépendante du sexe, ce qui corrobore nos résultats chez les souris. En revanche, la délétion du gène EFNB3 (KO) chez les souris femelles aboutit à une PA élevée et à une augmentation des résistances des petites artères in vivo, améliore la contractilité des petites artères ex-vivo et augmente la contractilité des CMLV in vitro. Les souris mâles KO ont une PA normale, mais la castration conduit à une augmentation significative de la PA dans les souris KO, mais pas dans les souris WT. Les CMLV des souris KO femelles ont montré une phosphorylation accrue de la CLM et une phosphorylation réduite de la kinase de la CLM, ce qui fournit à nouveau une base moléculaire aux phénotypes de PA et de contractilité des CMLV observés. Ce changement de signalisation est attribuable à une protéine adaptatrice Grip1. En effet, dans une étude d'association pan génomique par le Consortium International pour la Pression Sanguine, un SNP dans le gène GRIP1 a approché le seuil de significativité de la valeur p pour son association avec la pression diastolique. Nos recherches, pour la première fois, ont révélé que EPH/EFNs sont de nouveaux composants dans le système de régulation de la PA. Les membres de la famille EPH/EFN peuvent agir comme des forces Yin et Yang pour régler finement le tonus des vaisseaux pour assurer l'homéostasie de la PA et de sa régulation. Ces effets de EPH/EFNs dépendent du sexe et des niveaux d’hormones sexuelles. À partir de ces nouvelles connaissances, nous pourrions développer une nouvelle thérapie personnalisée pour l’hypertension artérielle, utilisant des antagonistes d'hormones sexuelles ou des thérapies de remplacement d'hormones sexuelles, selon les niveaux d'hormones sexuelles des patients et les mutations dans les gènes de l'EPH/EFN.

Efecto del ejercicio de tiro y arrastre sobre el eje renina-angiotensina-aldosterona y cociente testosterona/cortisol en caballos euhidratados y deshidratados

Introducción. El estado hídrico previo al inicio de un ejercicio (hiperhidratación-deshidratación o hipohidratación y euhidratación) modifica la respuesta neurohumoral. En personas, la deshidratación origina una liberación incrementada de las hormonas implicadas en el mantenimiento de la volemia y del estado hidroelectrolítico, tales como la renina (REN), angiotensina (ANG) y aldosterona (ALD). La testosterona (T) es una hormona anabólica, mientras que el cortisol (C) es una hormona de estrés, con funciones catabólicas. El cociente T/C es un reflejo de la intensidad anabólica/catabólica de un ejercicio y en atletas humanos, se ve afectada por el estado hídrico. Objetivos. 1) Describir las variaciones en las concentraciones de REN, ANG, ALD, T, C y ratio T/C en caballos durante un ejercicio de tiro y arrastre, en relación con otros marcadores de equilibrio hidroelectrolítico y en función de la carga arrastrada; 2) Analizar si la respuesta de estas hormonas al ejercicio difiere entre animales con deshidratación hipertónica y euhidratados; Hipótesis: 1) Que las concentraciones de REN, ANG, ALD, T, C serán más elevadas en los caballos deshidratados que en los euhidratados; 2) Que el ejercicio de tiro y arrastre, particularmente en los animales de mayor peso corporal, inducirá una mayor activación del eje REN, ANG, ALD y una liberación superior de T; 3) Que los animales deshidratados experimentarán un incremento más intenso de estas hormonas en respuesta al ejercicio. Material y métodos. Se han llevado a cabo dos estudios simultáneos. En el estudio I, se han analizado los siguientes parámetros: valor hematócrito (HTO), albúmina (ALB), sodio (Na), potasio (K), cloro (Cl), lactato (LA) y concentraciones séricas de REN, ANG y ALD y en el estudio II, se han determinado las concentraciones de ALB, T, C y ratio T/C. En el estudio I, se han incluido 64 caballos machos, enteros y castrados, divididos en dos grupos según su estado hídrico: grupo control o euhidratado (CTR, n=11) y grupo deshidratado (DH; n=53), con deshidratación hipertónica inducida por restricción de agua y comida. Además, según su peso corporal, los animales se han dividido en 3 categorías de peso: I (<350 kg; n=3 para grupo CTR; n=23 para DH), II (351-450 kg; n=3 para CTR; n=18 para DH) y III (>451 kg; n=5 para CTR; n=12 para DH). En el estudio II, se han incluido los mismos animales, con excepción de la categoría de peso III para el grupo CTR, que solo está constituida por 3 animales, en lugar de 5, al descartar a los machos castrados, debido a la medición de T. Todos los animales, realizaron un ejercicio consistente en recorrer una pista de arena de playa de 60 m de longitud, tirando de un carruaje, con 2, 2,25 y 2,5 veces su peso corporal para las tres categorías de peso. La pista de arena se dividió en cuatro áreas de 15 m, en cada una de las cuales, el animal hizo una parada obligatoria, de duración decidida por el acompañante, y que se incluyó como tiempo de carrera. Los animales eran eliminados si se superan los 5 min de duración. En los dos estudios, se tomaron muestras de sangre en los siguientes tiempos: en reposo, antes del ejercicio (R), dentro del primer minuto tras finalizar el ejercicio (E) y a los 5, 10, 15 y 30 minutos de una recuperación pasiva (5REC, 10REC, 15REC y 30REC). Resultados. Estudio I. La diferencia de peso de los caballos tuvo una influencia mínima en los valores basales y en la respuesta al ejercicio. En reposo, los caballos DH tuvieron valores superiores de HTO, ALB, LA, Na, K y ANG en comparación con los CTR. El ejercicio condicionó una elevación de HTO, ALB, LA y Na, tanto en los caballos CTR como en los DH. Se encontró un incremento de ANG en los caballos DH y de ALD en los caballos CTR. La elevación con el ejercicio experimentada por los parámetros analizados fue de magnitud similar en los grupos CTR y DH, con excepción del LA (incrementó más en DH) y ALD (aumentó más en CTR). Estudio II. El ejercicio dio lugar a un aumento de T en las categorías I y III de los grupos CTR y DH, así como un descenso en la categoría II del grupo CTR. El C mostró un aumento progresivo en las tres categorías y en los dos grupos de estado hídrico, con los valores máximos en el tiempo 30REC. El ratio T/C aumentó en la categoría III del grupo DH, descendió en la categoría II del grupo CTR y no varió en los otros casos. Los animales DH, independientemente de la categoría de peso, tuvieron valores superiores de T y C, en la mayoría de los tiempos de extracción de muestras. Sin embargo, si se consideran los cambios experimentados por estas hormonas durante el ejercicio o en la recuperación, en relación a los valores basales, el aumento del C fue más marcado en el grupo CTR que en el DH, para las tres categorías de peso. Las variaciones de la concentración de T fueron superiores en las categorías de peso I y III del grupo CTR que en el grupo DH. El ratio T/C fue estadísticamente igual entre caballos CTR y DH en las categorías I y III, mientras que en la categoría II, los caballos DH presentaron cocientes T/C mayores. Conclusiones. La deshidratación hipertónica altera la concentración de las hormonas implicadas en la regulación del equilibrio hidro-electrolítico, de la presión sanguínea y del metabolismo. Sin embargo, el estado hídrico previo al ejercicio tiene una acción mínima sobre la magnitud de estos cambios en respuesta a un ejercicio de tiro y arrastre de corta duración (inferior a 5 min). Relevancia. Se ha demostrado que la respuesta neurohumoral, determinada en base a las concentraciones circulantes de las hormonas REN, ANG, ALD, T y C, se ve afectada por el ejercicio cuando el animal empieza el mismo en estado de euhidratación o de deshidratación.

Influência da estação do ano nas características do sêmen e na concentração de hormônios em touros Nelore e Simental

Estudou-se a influência das quatro estações do ano nas características do sêmen e nas concentrações de testosterona e cortisol em touros. Cinco touros Nelore e cinco Simental entre 48 e 72 meses de idade, criados extensivamente, foram avaliados andrologicamente por meio de exames físicos das características morfológicas do sêmen e das concentrações séricas de testosterona e cortisol. Houve redução na motilidade e no vigor do sêmen no inverno (P<0,05) na raça Simental. Observou-se correlação (P<0,01) entre testosterona x motilidade (0,69) e testosterona x vigor (0,57) na raça Simental, e cortisol x motilidade (0,68) e cortisol x vigor (0,65) na raça Nelore. O efeito das estações do ano modificou a qualidade do sêmen com aumento da motilidade e vigor espermáticos na primavera e verão nos touros Simental. A concentração de cortisol diminuiu no outono nos touros Nelore.

Uso do bivalve límnico Anodontites tenebricosus (LEA, 1834) no biomonitoramento de metais do Rio Ribeira de Iguape

This study investigated the contamination of the Ribeira de Iguape River - RIR by Cd, Zn, Cr and Pb, using the bivalve Anodontites tenebricosus as a biomonitor. Metal concentrations in tissue samples were measured by HR-ICPMS. Bivalve tissues exhibited mean levels of 1.00 µg/g Cd; 152.89 µg/g Zn; 14.79 µg/g Cr and 4.40 µg/g Pb. Lead concentrations were comparable to those reported for moderately contaminated sites. The results showed that Pb is bioavailable to the bivalves, exhibiting high concentrations and exceeding both natural and reference values for human consumption. The freshwater bivalve Anodontites tenebricosus is a suitable biomonitor of contamination by metals.

Influência do zinco suplementar na maturação biológica e no crescimento de jovens atletas de futebol do sexo masculino

Introdução O zinco é um importante elemento traço que auxilia na capacidade antioxidante, além de participar da maturação biológica. Em atletas, a suplementação de zinco tem efeito positivo nos parâmetros hematológicos e pode melhorar o rendimento esportivo. Sua deficiência é comumente observada nesses grupo e pode estar associada à diminuição da força física assim como da massa corporal, além de ter efeito significativo no crescimento. Assim os objetivos do presente estudo foram: comparar os métodos de avaliação da maturidade biológica e suas relações com variáveis antropométricas e de rendimento físico de acordo com o estado de zinco em jovens jogadores de futebol; comparar diferentes métodos de avaliação da composição corporal em jovens jogadores de futebol esratificados de acordo com os níveis plasmáticos de zinco e investigar o efeito do zinco suplementar na maturação biológica, no crescimento, na composição corporal e na força muscular de jogadores de futebol púberes do sexo masculino. Materiais e métodos Foram avaliados em dois momentos 48 jovens do sexo masculino (13±1 anos, massa corporal de 48±10kg, estatura de 160±10cm e zinco plasmático de 12,1±2,2 μmol/L). Todos eram jogadores de futebol de um tradicional clube do Rio de Janeiro e foram divididos aleatoriamente em dois grupos. Durante 12 semanas o grupo placebo (n=28) recebeu cápsulas de amido de milho e o grupo suplementado (n=20) recebeu cápsulas de gluconato de Zn (22mg/dia). O valor de 11,0 μmol/L foi considerado como ponto de corte para classificação dos jovens em normozincêmicos ou hipozincêmicos. No início da manhã, após jejum noturno, foram coletados sangue e urina para determinação da concentração de zinco. A massa corporal, alturas (do vértex, acromial, dactiloidal, iliocristal, trocantérica e sentado), composição corporal, força e maturidade esquelética (TW3) também foram determinadas por metodologias validadas. Resultados As comparações entre as categorias maturacionais definidas por cada método de avaliação mostraram que a idade óssea foi o único método que permitiu a identificação de diferenças entre as três categorias, em ao menos duas variáeis relacionadas ao rendimento (massa livre de gordura (MLG) e força na mão dominante (FMD) – p<0,0001). O método da pilosidade axilar foi capaz de discriminar apenas para a FMD (p<0,0001). Embora tenha fornecido quatro categorias maturacionais, o método por dosagem da testosterona não possibilitou a identificação de diferenças entre as categorias relativas a MLG, a FMD e as dobras cutâneas(DC). Quando observamos os métodos de avaliação da composição corporal não foram identificadas diferenças sigificativas entre os grupos hipozincêmico e normozincêmico no percentagem de gordura(PG) nem na MLG obtidas através dos métodos da absortometria de dupla energia (DXA) (p=0,06076 e p=0,5638 respectivamente), das DC (p=0,6840 and 0,5087) e através da bioimpedância elétrica (BIA) (p=0,3475 and p=0,3475). Entre os diferentes métodos também não foi encontrada diferenças significativas (PG: p=0,1272 e p=0,3231 - MLG: p=0,9229 and p=0,8933 para os grupos hipozincêmico e normozincêmico, respectivamente). As correlações entre os métodos foram significativas (PG: r= 0,3414 a 0,9765 e p<0,0001 a 0,0133 - MLG: r=0,9533 a 0,9998 e p<0,0001). Fortes coeficientes de determinação foram obtidos nas regressões múltiplas dos valores do DXA com a equação de Slaughter na estimativa da PG (r=0,86; r2=0,928 e SEE=2,37%) e ainda maiores para MLG (r=0,98; r2=0,990 e SEE=1,18kg). Valores menores foram encontrados para as outras equações com DC e para BIA. Ao analisar os efeitos da suplementação de zinco sobre o crescimento, a maturação, a composição corporal e a força, observou-se que somente as alterações ocorridas nos indicadores de crescimento foram significativas (p=0,0312), sendo que todas as demais não foram significativas - idade óssea (p=0,1391), massa livre de gordura (p=0,0593), percentual de massa gorda (p=0,2212) e força na mão dominante (p=0,6569). Conclusões Observando diferentes métodos de avaliação da maturidade biológica e as categorias por eles definidas, o método da idade óssea (IO) mostrou ser melhor, visto que ele permitiu identificar diferenças entre as três categorias possíveis, nas variáveis MLG e FMD, ao contrário dos outros métodos. Para a avaliação da composição corporal, os métodos baseados nas DC foram melhores que BIA, quando DXA não estiver disponível. A comparação entre os métodos baseados nas DC mostrou que a melhor associação foi obtida com a equação de Slaughter, seguida pela equação de Lohman com a utilização da IO ao invés da idade cronológica. Os níveis de zinco plasmático parecem não serem influenciados pela composição corporal, o que certamente justifica mais estudos. Os resultados da análise dos efeitos da suplementação de zinco no crescimento, na maturação, na composição corporal e na força, nos levam a concluir que o crescimento teve alteração positiva significativa e que os valores das demais variáveis estudadas (maturação, composição corporal e força muscular) não sofreram alterações significativas relacionadas à suplementação de zinco nos jovens jogadores de futebol do sexo masculino, na faixa etária dos 12 aos 14 anos.

Chronic exposure to sub-lethal concentration of a glyphosate-based herbicide alters hormone profiles and affects reproduction of female Jundia (Rhamdia quelen)

This work was carried out to verify the effect of a glyphosate-based herbicide on Jundia hormones (cortisol, 17 beta-estradiol and testosterone), oocyte and swim-up fry production. Earthen ponds containing Jundia females were contaminated with glyphosate (3.6 mg/L); blood samples were collected from eight females from each treatment immediately before, or at 1, 10, 20 30 and 40 days following contamination. A typical post-stress rise in cortisol levels was observed at the 20th and 40th days following exposure to glyphosate. At the 40th day, 17 beta-estradiol was decreased in the exposed females. A similar number of oocytes were stripped out from females from both groups, however, a lower number of viable swim-up fry were obtained from the herbicide exposed females, which also had a higher liver-somatic index (LSI). The results indicate that the presence of glyphosate in water was deleterious to Rhamdia quelen reproduction, altering steroid profiles and egg viability. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Efeito da disponibilidade de alimento no investimento maternal de Volatinia jacarina (Aves : Thraupidae)

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Ecologia, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2016.