Le rôle du récepteur B1 des kinines dans le développement de la rétinopathie diabétique

La rétinopathie diabétique est associée à plusieurs changements pathologiques du lit vasculaire rétinien, incluant l’ouverture de la barrière hémato-rétinienne, l’inflammation vasculaire et la modification du débit sanguin. Récemment, il a été proposé que le récepteur B1 des kinines, qui est surexprimé dans la rétine diabétique, puisse être impliqué dans le développement de ces altérations vasculaires. Ainsi, cette thèse présente les effets de traitements pharmacologiques avec des antagonistes du récepteur B1 sur la perfusion rétinienne, la perméabilité vasculaire, l’infiltration des leucocytes (leucostasie), l’expression de médiateurs de l’inflammation et la production d’anion superoxyde dans la rétine du rat rendu diabétique avec la streptozotocine (STZ). Les résultats obtenus montrent que l’application oculaire (10 µl d’une solution à 1%, deux fois par jour pendant 7 jours) de LF22-0542, un antagoniste hydrosoluble du récepteur B1, bloque significativement l’hyperperméabilité vasculaire, la leucostasie, le stress oxydatif et l’expression génique de médiateurs de l’inflammation (B1R, iNOS, COX-2, VEGF-R2, IL-1β et HIF-1α) dans la rétine chez le rat à 2 semaines de diabète. L’administration orale (3 mg/kg) d’un antagoniste non-peptidique et sélectif pour le récepteur B1, le SSR240612, entraîne une diminution du débit sanguin rétinien 4 jours après l’induction du diabète mais n’a aucun effet sur la réduction de la perfusion rétinienne à 6 semaines. Le récepteur B1 joue donc un rôle protecteur au tout début du diabète en assurant le maintien d’un débit sanguin normal dans la rétine; un effet qui n’est toutefois pas maintenu pendant la progression du diabète. Ces données présentent ainsi la dualité du récepteur B1 avec des effets à la fois protecteurs et délétères. Elles suggèrent aussi un rôle important pour le récepteur B1 dans l’inflammation rétinienne et le développement des altérations vasculaires. Le récepteur B1 pourrait donc représenter une nouvelle cible thérapeutique pour le traitement de la rétinopathie diabétique.

L’impact de l’inhibition de la iNOS et de la kininase I dans les effets délétères du récepteur B1 des kinines dans le diabète de type 2

Les kinines sont des peptides vasoactifs et des neuromédiateurs centraux impliqués dans un bon nombre de processus biologiques et inflammatoires. Elles agissent sur deux types de récepteurs (R) couplés aux protéines G, le RB2 constitutif et le RB1 qui est induit par le stress oxydatif et les cytokines pro-inflammatoires via le facteur de transcription nucléaire, le NF-kB. Le RB1 est un puissant activateur de la iNOS et il augmente son expression chez le rat insulino-résistant. Dans ce modèle de rats soumis à une diète riche en D-glucose, un traitement d’une semaine avec un antagoniste non peptidique du RB1, le SSR240612, renverse la plupart des complications diabétiques. Ces travaux nous mènent à émettre l’hypothèse que la iNOS contribue aux effets délétères du RB1 chez le rat insulino-résistant. Nous avons donc évalué les effets d’un traitement prolongé d’une semaine soit avec le 1400W (1 mg/kg x 2 fois/jour), un inhibiteur sélectif de la iNOS, ou avec le Mergetpa (1mg/kg x 2 fois/jour), un inhibiteur non sélectif de la carboxypeptidase M (CPM) qui supprime la formation d’agonistes du RB1. Ces deux traitements devraient reproduire les effets bénéfiques de l’antagoniste du RB1 (SSR240612). En effet, le 1400W et le Mergetpa corrigent l’hyperglycémie, la résistance à l’insuline (l’indice HOMA), l’allodynie au froid et l’expression de plusieurs marqueurs de l’inflammation (Cox-2, iNOS, RB1, IL-1, anion superoxyde). Ces résultats confirment la contribution de la iNOS dans les effets délétères du RB1 chez le rat insulino-résistant. Dans un autre volet, ce mémoire vise à mieux comprendre l’impact de l’inhibition du RB1 par le SSR240612 (10 μg/g/jour) combiné ou pas avec le Pioglitazone (1.6 mg/g/jour) (un anti-diabétique de la famille des thiazolidinediones, le TZD) dans un modèle de diabète de type 2 associé à l’obésité chez la souris C57BL/6J soumise à une diète riche vi en gras pendant vingt semaines. Un traitement pendant deux semaines avec le TZD corrige l’intolérance au glucose et réduit les taux plasmatiques d’insuline alors que le SSR n’a pas d’effet. Les traitements combinés du TZD avec le SSR corrigent davantage la perte de la sensibilité à l’insuline et réduisent les taux plasmatiques de leptine. Les résultats obtenus suggèrent que le SSR n’apporte pas l’effet bénéfique souhaité, dans ce modèle avancé de diabète de type 2, contrairement au modèle des rats insulino-résistants (pré-diabétiques).

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.

Photoinduced oxidation of benzhydrol over lanthana modified sol-gel titania

Lanthana modified sol-gel titania is prepared through particulate sol-gel route and the physico-chemical characterizations of the prepared systems were done using X-Ray diffration, EDX, BET surface area-pore volume measurements and TG-DTG analysis. Benzophenone was observed to be the sole product in the TiO2 photocatalyzed oxidation of benzhydrol in oxygen purged acetonitrile. The influence of various parameters, like irradiation time, amount of catalyst, concentration of the catalyst and other factors on the photocatalytic oxidation has been investigated. The proposed mechanism envisages the involvement of a superoxide radical anion.

Phytochemical investigations on ‘black glumed’ Njavara (Oryza sativa L.), the medicinal rice, as compared to staple varieties and evaluation of their antioxidant, anti-inflammatory and anticancer effects

The study was planned to investigate the bioactive compounds in Njavara compared to staple varieties and their bioactivity to substantiate the medicinal properties. Results of the study on chemical indices, antioxidant activity and antiinflammatory activity (in vivo) of Njavara black rice bran and rice in comparison with non-medicinal varieties like Sujatha and Palakkadan Matta rice bran and rice are given. The phytochemical investigation and quantification of Njavara extracts in comparison with staple varieties are detailed in this study. The last chapter is divided in three sections (A, B and C). Section A comprises the antioxidant activity by in vitro assays like DPPH, superoxide anion radical and hydrogen peroxide scavenging activity of the compounds. Also, theoretical studies using DFT were carried out based on DPPH radical scavenging activity for understanding the radical stability and mechanism of antioxidant activity. Section B comprises the anti-inflammatory activity of the identified compounds namely tricin and two flavonolignans in both in vivo and in vitro models. Section C describes the cytotoxicity of the rare flavonolignans, tricin 4’-O-(erythro-β-guaiacylglyceryl) ether and tricin 4’-O-(threo-β-guaiacylglyceryl) ether towards multiple cancer cells belonging to colon, ovarian and breast tumours.

Immunostimulatory effect of a marine yeast Candida sake S165 in Fenneropenaeus indicus

The efficacy of a marine yeast Candida sake as source of immunostimulant to Indian white shrimp Fenneropenaeus indicus was estimated. Biomass of C. sake was prepared using malt extract agar and incorporated at graded levels into a standard diet to prepare yeast diets of varying biomass concentrations (1%, 10% and 20%). F. indicus were fed on these diets for a period of 28 days and challenged orally with white spot syndrome virus (WSSV) and immune parameters such as total haemocyte count, phenoloxidase and nitroblue tetrazolium reduction (NBT) were determined. Ten per cent C. sake in the diet was found to support an optimum immune response in the animals in general and their enhancement could be observed on the second and third day following challenge with the virus. The study has demonstrated that marine yeast C. sake at 10% in diet (w/w) may be used as an effective source of immunostimulants in F. indicus

Theoretical studies of the exohedral reactivity of fullerene compounds

Des del descobriment del buckminster ful.lerè el 1985, s'ha despertat un interés enorme per entendre la reactivitat química així com les propietats d'aquests compostos. La funcionalització exoèdrica del ful.lerè més abundant, el C60, està força ben establerta. Tanmateix, la investigació en aquest camp encara continua oberta ja que s'han sintetitzat una gran varietat de derivats molt prometedors donades les seves futures aplicacions. La tesi comprèn quinze capítols que contenen set publicacions relacionades. Els primers dos estudis es basen en la reacció Diels-Alder sobre els anomenats metal.loful.lerens endoèdrics TNT X3N@C78, X= Sc, Y. Aquest projecte de investigació està motivat pel desconeixament existent sobre les possibles conseqüències de l'encapsulació del grup X3N. El tercer estudi descriu minuciosament els canvis detectats en la funcionalització exoèdrica un cop s'ha produït l'encapsulació dels diferents gasos nobles. En aquesta tesi s'estudia en detall l'ús de l'aproximació ONIOM per a estudiar reaccions de cicloaddició en compostos ful.lerènics. Els resultats d'aquest projecte són d'alt interès per a la realització dels estudis posteriors sobre la reacció de Diels-Alder i la 1,3-dipolar en ful.lerens i derivats. Finalment, l'última part d'aquesta tesi es basa en les propietats antioxidants de determinats ful.lerens. A l'últim treball inclòs en aquesta tesi s'estudia en detall el mecanismo de reacció per a la eliminació del ió superòxid en presència de ful.lerens.

Antioxidant and free radical scavenging activity of isoflavone metabolites

1. Soy isoflavones have been extensively studied because of their possible health-promoting effects. Genistein and daidzein, the major isoflavone aglycones, have received most attention; however, they undergo extensive metabolism in the gut and liver, which might affect their biological properties. 2. The antioxidant activity, free radical-scavenging properties and selected cellular effects of the isoflavone metabolites equol, 8-hydroxydaidzein, O-desmethylangiolensin, and 1,3,5 trihydroxybenzene were investigated in comparison with their parent aglycones, genistein and daidzein. 3. Electron spin resonance spectroscopy indicated that 8-hydroxydaidzein was the most potent scavenger of hydroxyl and superoxide anion radicals. Isoflavone metabolites also exhibited higher antioxidant activity than parent compounds in standard antioxidant (FRAP and TEAC) assays. However, for the suppression of nitric oxide production by activated macrophages, genistein showed the highest potency, followed by equol and daidzein. 4. The metabolism of isoflavones affects their free radical scavenging and antioxidant properties, and their cellular activity, but the effects are complex.

Antioxidant and free radical scavenging activity of isoflavone metabolites

1. Soy isoflavones have been extensively studied because of their possible health-promoting effects. Genistein and daidzein, the major isoflavone aglycones, have received most attention; however, they undergo extensive metabolism in the gut and liver, which might affect their biological properties. 2. The antioxidant activity, free radical-scavenging properties and selected cellular effects of the isoflavone metabolites equol, 8-hydroxydaidzein, O-desmethylangiolensin, and 1,3,5 trihydroxybenzene were investigated in comparison with their parent aglycones, genistein and daidzein. 3. Electron spin resonance spectroscopy indicated that 8-hydroxydaidzein was the most potent scavenger of hydroxyl and superoxide anion radicals. Isoflavone metabolites also exhibited higher antioxidant activity than parent compounds in standard antioxidant (FRAP and TEAC) assays. However, for the suppression of nitric oxide production by activated macrophages, genistein showed the highest potency, followed by equol and daidzein. 4. The metabolism of isoflavones affects their free radical scavenging and antioxidant properties, and their cellular activity, but the effects are complex.

Differential effects of apolipoprotein E3 and E4 on markers of oxidative status in macrophages

ApoE is secreted by macrophages at the lesion site of the atherosclerotic plaque, where it is thought to play a protective role against atherosclerosis independently of its effects on lipid metabolism. Of the three common isoforms for apoE, apoE4 is associated with higher risk of cardiovascular disease (CVD). In vitro studies have shown that recombinant apoE may act as an antioxidant in an isoform-dependent manner (E2 > E3 > E4). The oxidative status of the macrophages plays a key role in the process of atherosclerosis. In the present study the possible differential actions of apoE3 and apoE4 on several parameters of oxidative status were determined in stably transfected murine macrophages (RAW 2647-apoE3 and apoE4). No differences between genotypes were observed after peroxide challenge in either protection against cytotoxicity or in cell membrane oxidation, and modest differences were observed in the non-enzymatic antioxidants (glutathione and a-tocopherol) in apoE3 v. apoE4 macrophages. Importantly, cells secreting apoE4 showed increased membrane oxidation under basal conditions, and produced more NO and superoxide anion radicals than the apoE3 macrophages after stimulation. The present data suggest that apoE genotype influences the oxidative status of macrophages, and this could partly contribute to the higher CVD risk observed in apoE4 carriers.

Arabidopsis annexin1 mediates the radical-activated plasma membrane Ca2+ - and K+ -permeable conductance in root cells

Plant cell growth and stress signaling require Ca2+ influx through plasma membrane transport proteins that are regulated by reactive oxygen species. In root cell growth, adaptation to salinity stress, and stomatal closure, such proteins operate downstream of the plasma membrane NADPH oxidases that produce extracellular superoxide anion, a reactive oxygen species that is readily converted to extracellular hydrogen peroxide and hydroxyl radicals, OH_. In root cells, extracellular OH_ activates a plasma membrane Ca2+-permeable conductance that permits Ca2+ influx. In Arabidopsis thaliana, distribution of this conductance resembles that of annexin1 (ANN1). Annexins are membrane binding proteins that can form Ca2+-permeable conductances in vitro. Here, the Arabidopsis loss-of-function mutant for annexin1 (Atann1) was found to lack the root hair and epidermal OH_-activated Ca2+- and K+-permeable conductance. This manifests in both impaired root cell growth and ability to elevate root cell cytosolic free Ca2+ in response to OH_. An OH_-activated Ca2+ conductance is reconstituted by recombinant ANN1 in planar lipid bilayers. ANN1 therefore presents as a novel Ca2+-permeable transporter providing a molecular link between reactive oxygen species and cytosolic Ca2+ in plants.

Baroreflex sensitivity and oxidative stress in the LDL receptor knockout mice

This study alms at observing the effect of low-density lipoprotein (LDL) receptor deficiency in cholesterol blood levels, baroreflex sensitivity (BRS), nitric oxide (NO) bioavailability, and oxidative stress. The lack of LDL receptors in mice significantly increased the cholesterol blood levels (179 +/- 35 vs. 109 +/- 13 mg/dL) in the knockout (KO) mice compared to control. There was no difference in basal mean arterial pressure and heart rate between the groups. However, in KO mice the BRS was significantly attenuated and the antioxidant enzyme activities, measured in erythrocytes and heart, were significantly decreased. On the other hand, the oxidative damage measured by chemiluminescence and carbonyls was increased, while total plasma nitrate levels were lower in KO mice, indicating a decrease in NO availability. In conclusion, these results indicate that the lack of LDL receptor increased cholesterol blood levels, induced oxidative stress and decreased BRS. (C) 2008 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Reactive oxygen and nitrogen species balance in the determination of thyroid hormones-induced cardiac hypertrophy mediated by renin-angiotensin system

Role of reactive oxygen species (ROS)/nitric oxide (NO) balance and renin-angiotensin system in mediating cardiac hypertrophy in hyperthyroidism was evaluated in an in vivo and in vitro experimental model. Male Wistar rats were divided into four groups: control, thyroid hormone, vitamin E (or Trolox, its hydrosoluble analogue), thyroid hormone + vitamin E. Angiotensin II receptor (AT1/AT2) gene expression, immunocontent of AT1/AT2 receptors, angiotensinogen, NADPH oxidase (Nox2), and nitric oxide synthase isoforms, as well as ROS concentration (hydrogen peroxide and superoxide anion) were quantified in myocardium. Thyroid hormone increased ROS and NO metabolites, iNOS, nNOS and eNOS isoforms and it was accompanied by cardiac hypertrophy. AT1/AT2 expression and the immunocontent of angiotensinogen and Nox2 were enhanced by thyroid hormone. Antioxidants reduced ROS levels, Nox2, AT1/AT2, NOS isoforms and cardiac hypertrophy. In conclusion, ROS/NO balance may play a role in the control of thyroid hormone-induced cardiac hypertrophy mediated by renin-angiotensin system. (C) 2011 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Modulation of rat neutrophil function in vitro by cis- and trans-MUFA

In the present study, the effects of trans-MUFA, elaidic acid (EA; 18 : 1-9t) and vaccenic acid (VA; 18 : 1-11t) on rat neutrophil functions were compared with those of cis-monounsaturated oleic acid (OA) (18 : 1-9c) and saturated stearic acid (SA; 18 : 0) (10-150 mu M). Trans-fatty acids enhanced neutrophil phagocytic capacity, superoxide (O(2)(center dot-)) and hydrogen peroxide production, and candidacidal activity. The same effects were observed for OA. Cells treated with trans-MUFA showed reduced production of NO(center dot), whereas those treated with OA showed an increase in production. Treatment with SA did not provoke significant effect on the parameters investigated. The increase in O(2)(center dot-) production induced by MUFA was not observed when diphenyleneiodonium, an NADPH oxidase inhibitor, was added to the medium. This finding suggests that MUFA stimulate neutrophil NADPH oxidase activity. The addition of 3-[1-[3-(dimethylamino)propyl]-1H-indol-3-yl]-4-(1H-inclol-3-yl)-1H-pyrrole-2,5-dione, a protein kinase C (PKC) inhibitor, and wortmannin, a phosphatidylinositol-3 kinase (PI3K) inhibitor, did not affect O(2)(center dot-) production induced by MUFA. Therefore, the mechanisms by which MUFA stimulate NADPH oxidase are not dependent on PKC and do not seem to involve PI3K. Experiments using Zn(2+), an inhibitor of NADPH oxidase H(+) channel, indicated that MUFA activate the NADPH oxidase complex in rat neutrophil due to opening of H(+) channel.