Adrenoceptor influences on fluid and electrolyte transport in the rat intestine

An investigation of rat jejunal and distal colonic electrolyte transport in-vitro was undertaken using an Ussing chamber prepartion. Selective α2-adrenoceptor stimualtion in the jejunum was found to depress theo-phylline elevated anion secretion, as evidenced by decreases in short- circuit current (SCC). or α1 -Adrenoceptor stimulation, after α2 -adrenoceptor antagonism in the jejunum, evoked transient increases in basal anion secretion, as reflected by transient increases in basal SCC. The use of the neurotoxin tetrodotoxin indicated that this was a direct epithelial secretory effect. 5-hydroxytryptamine (5-HT) on the jejunum elicited transient increases in basal anion secretion, as demonstrated by transient increases in basal SCC. The use of tetrodotoxin, reserpine and α1 -adrenoceptor antagonists, indicated that a major component of this epithelial secretory effect by 5-HT, was associated with activation of intramural nervous pathways of the sympathetic nervous system, ultimately stimulating α1-adrenoceptors. This might represent an important secretory mechanism by 5-HT in the jejunum. β2-Adrenoceptor stimulation in the distal colon was found to decrease basal SCC, as evidenced by the metoprolol resistant effect of the selective β2- adrenoceptor agonist salbutamol, and lack of effect of the selective β1-adrenoceptor agonist prenalterol. An investigation of rat distal colonic fluid and electrolyte transport in-vivo was undertaken using an colonic loop technique. Although a basal colonic absorption of Na+ and Cl-, and a secretion of K+ were observed, these processes were not under tonic α-adrenergic regulation, as evidenced by the lack of effect of selective α-adrenoceptor antagonism. The secretory effects of prostaglandin-E2 were inhibited by α-adrenoceptor activation, whereas such stimulation did not evoke pro-absorptive responses upon basal transport, unlike noradrenaline.

Inhibition of secretary activity in cells isolated from the rat stomach

The overall aim of this study was to further understanding of themechanisms by which inhibitors of secretory activity mediate their action inisolated stomach cells. One objective was to determine whether a G-proteinsensitive to inactivation by pertussis toxin was involved in the action of thefollowing inhibitors of histamine-stimulated acid secretion: prostaglandin E2(PGE2), somatostatin, epidermal growth factor (EGF) and 12-0-tetradecanoylphorbol 13-acetate (TPA), an activator of protein kinase C.The site and mechanism by which EGF inhibited acid secretion and itseffects on pepsinogen secretion were also of interest. Further objectiveswere to determine whether TPA could induce down-regulation of proteinkinase C in parietal cells and to examine the inhibitory action of cyclic GMPon acid secretion. Acid secretion was estimated by the accumulation of theweak base aminopyrine in parietal cells. Experiments in which cells were preincubated with pertussis toxinindicated that PGE2, somatostatin and EGF mediated their inhibitory actionagainst histamine-stimulation via an inhibitory G-protein of the "Gi·like"family. Stimulation of PGE2 production by EGF also involved a pertussistoxin-sensitive G-protein. EGF inhibited acid secretion stimulated byforskolin, but only in the absence of the phosphodiesterase inhibitor 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX). This action of EGF was sensitive toinactivation by pertussis toxin. It is suggested that the effect of EGF was dueto an increase in low Km cyclic AMP phosphodiesterase activity, rather thanan effect on the histamine (H2) receptor. EGF did not inhibit pepsinogensecretion. TPA exerted only a small part of its inhibitory action by a mechanismsensitive to pertussis toxin. TPA was unable to induce detectable down-regulationof protein kinase C. Acid secretion stimulated by near-maximallyeffective concentrations of h1stamme plus IBMX, dibutyryl cyclic AMP(dbcAMP) and K+ was inhibited by dibutyryl cyclic GMP (dbcGMP).

Intracellar signalling in the HGT-1 gastric cell line and in rat isolated parietal cells

The work presented in this thesis was undertaken to increase understanding of the intracellular mechanisms regulating acid secretion by gastric parietal cells. Investigation of the effects of protein kinase C on secretory activity induced by a variety of agents was a major objective. A further aim was to establish the sites at which epidermal growth factor (EGF) acts to stimulate prostaglandin E2 (PGE2) production and to inhibit acid secretion. These investigations were carried out by using the HGT-1 human gastric cancer cell line and freshly isolated rat parietal cells. In HGT-1 cells, the cyclic AMP response to histamine and to truncated glucagon-like peptide 1 (TGLP-1) was reduced when protein kinase C was activated by 12-0-tetradecanoylphorbol 13-acetate (TPA). Receptor-binding studies and experiments in which cyclic AMP production in HGT-1 cells was stimulated by gastric inhibitory polypeptide, cholera toxin and forskolin suggested that the effect of TPA was mediated by uncoupling of the histamine H2 receptor from the guanine nucleotide regulatory protein Gs, possibly by phosphorylation of the receptor. An involvement of protein kinase C α in this effect was suggested because an antibody to this isoform specifically prevented the inhibitory effects of TPA on histamine-stimulated adenylate cyclase activity in a membrane fraction prepared from HGT-1 cells. Carbachol-stimulated secretory activity in parietal cells was specifically inhibited by Ro 31-8220, a bisindolylmaleimide inhibitor of protein kinase C. Thus protein kinase C may play a role in the activation of the secretory response to carbachol. In parietal cells prelabelled with [3H]-arachidonic acid or [3H]myristic acid, EGF did not affect [3H]-fatty acid or [3H] - diacylglycerol content. No evidence for effects of EGF on phosphatidylinositol glycan-specific phospholipase C, phospholipase A2 or on low Km cyclic AMP phosphodiesterase activities were found.

Tumour associated proteolysis and protein metabolism

The effect of cancer cachexia on protein metabolism has been studied in mice transplanted with the MAC16 adenocarcinoma. The progressive cachexia induced by the MAC16 tumour was characterised by a reduction in carcass nitrogen between 16-30% weight loss and a reciprocal increase in tumour nitrogen content. Carcass nitrogen loss was accompanied by a concomitant decrease in gastrocnemius muscle weight and nitrogen content and also by a decrease in liver nitrogen content. The loss of gastrocnemius muscle throughout the progression of cachexia was attributable to a 60% decrease in the rate of protein synthesis and a 240% increase in the rate of protein degradation. The loss of skeletal muscle protein that may be partially mediated by an increased rate of protein degradation has been correlated with a circulatory catabolic factor present only in cachectic tumour-bearing animals, that degrades host muscle in vitro. The proteolysis-inducing factor was found to be heat stable, not a serine protease and was inhibited by indomethacin and eicosapentaenoic acid (EPA) in a dose-related manner. The proteolytic factor induced prostaglandin E2 formation in the gastrocnemius muscle of non tumour-bearing animals and this effect was inhibited by indomethacin and EPA. In vivo studies show EPA (2.0g/kg-1 by gavage) to effectively reverse the decrease in body weight in animals bearing the MAC16 tumour with a concomitant reduction in tumour growth. Muscle from animals treated with EPA showed a decrease (60%) in protein degradation without an effect on protein synthesis. In vivo studies show branched chain amino acid treatment to be ineffective in moderating the cachectic effect of the MAC16 tumour. The action of the factor was largely mimicked by triarachidonin and trilinoleia. The increased serum levels of arachidonic acid in cachectic tumour-bearing animals may thus be responsible for increased protein degradation through prostanoid metabolism. The understanding of protein metabolism and catabolic factors in the cachectic animal may provide future avenues for the reversal of cachexia and the treatment of cancer.metabolism and catabolicmetabolism and cat

Inhibitors of lipolysis in tumor-induced cachexia

The MAC16 tumour produces a factor which exhibits lipid-mobilizing activity in vitro in addition to causing extensive depletion of host lipid stores. The mechanism of the anti-lipolytic effect of two anti-cachectic agents, eicosapentaenoic acid, an ω-3 polyunsaturated fatty acid (PUFA), and N-(3-phenoxycinnamyl)acetohydroxamic acid (BW A4C), a 5-lipoxygenase inhibitor, has been investigated. These two agents reduce tumour growth and reverse the weight loss which accompanies transplantation of the MAC16 murine colon adenocarcinoma into NMRI mice. Mice transplanted with the MAC16 tumour exhibited weight loss which was directly proportional to the serum lipolytic activity measured in vitro up to a weight loss corresponding to 16% of the original body weight. After this time, an inverse relationship between weight loss and lipolytic activity was observed. Body composition analysis revealed a large decrease in body fat relative to other body compartments. The anti-tumour/anti-cachectic effect of EPA did not appear to be due to its ability to inhibit the production of prostaglandin E2. The MAC16 lipolytic factor increased adenylate cyclase activity in adipocyte plasma membranes in a concentration-dependent manner. EPA inhibited the production of cAMP attributed to this lipid-mobilizing factor. EPA produced alterations in Gi , the guanine nucleotide binding protein which mediates hormonal inhibition of adenylate cyclase, in addition to altering cAMP production in adipocyte plasma membranes in response to hormonal stimulation. The alterations in adenylate cyclase activity were complex and not specific to EPA. EPA stimulated adenylate cyclase activity when in a relatively high fatty acid : membrane ratio and inhibited activity when this ratio was lowered. The inhibitory effect of EPA on adenylate cyclase activity may be the underlying mechanism which explains its anti-lipolytic and anti-cachectic effect. The inability of the related ω-3 PUFA, docosahexaenoic acid (DHA), to inhibit cachexia may be due to a difference in the metabolic fates of these two fatty acids. BW A4C inhibited lipolysis in isolated adipocytes which suggests that this compound may possess the potential for an anti-cachectic effect which is independent of its inhibitory effect on tumour growth.

Production and action of local mediators in the rat gastric mucosa

This study concerns the production and action of the local mediators nitric oxide (NO) and prostaglandin E2 (PGE2) in the rat gastric mucosa. The major objectives were: (i) to determine which mucosal cell type(s) contained NO synthase activity, (ii) to establish the functional role(s) of NO in the gastric mucosa and (iii) to investigate regulation of gastric PGE2 production. Gastric mucosal cells were isolated by pronase digestion coupled with intermittent calcium chelation and were separated by either density-gradient centrifugation or by counterflow elutriation. The distribution of Ca2+ -dependent NO synthase activity, measured via the conversion of [14C]-L-arginine to [14C]-L- citrulline, paralleled the distribution of mucous cells in elutriated fractions. Pre-treatment of rats with lipopolysaccharide caused the induction of Ca2+ -independent NO synthase in the elutriator fractions enriched with mucous cells. Incubation of isolated cells with the NO donor isosorbide dinitrate (ISDN) produced a concentration-dependent increase in the guanosine 3',-5'-cyclic monophosphate (cGMP) content which was accompanied by a concentration-dependent increase in release of immunoreactive mucin. Intragastric administration of ISDN of dibutyryl cGMP in vivo increased the thickness of the mucus layer overlying the gastric mucosa. The NO donor S-nitroso-N-acetylpenicillamine (SNAP) produced a concentration-dependent inhibition (IC50 247 μM) of histamine-stimulated aminopyrine accumulation, a measure of secretory activity, in cell suspensions containing > 80% parietal cells. SNAP increased the cGMP content of the suspension but did not decrease cellular viability, glucose oxidation or adenosine 3',5'-cyclic monophosphate content. The inhibitory effect of SNAP was observed in permeabilised cells stimulated with ATP and was stereospecifically blocked by preincubation with Rp-8-bromoguanosine 3'-5'-monophosphorothioate, which inhibits activation of cGMP-dependent protein kinase. Stimulation of PGE2 release by bradykinin in a low density cell fraction, enriched with parietal cells and devoid of vascular endothelial cells and macrophages, involved a bradykinin B1 receptor. In summary, NO synthase activity is probably present in gastric mucous epithelial cells. NO may promote mucus secretion by elevation of cGMP. NO donors inhibit acid secretion at a specific site and their action may involve cGMP. The bradykinin B1 receptor is involved with PGE2 production in the gastric mucosa.

EP4 prostanoid receptor-mediated vasodilatation of human middle cerebral arteries

1 Dilatation of the cerebral vasculature is recognised to be involved in the pathophysiology of migraine. Furthermore, elevated levels of prostaglandin E2 (PGE2) occur in the blood, plasma and saliva of migraineurs during an attack, suggestive of a contributory role. In the present study, we have characterised the prostanoid receptors involved in the relaxation and contraction of human middle cerebral arteries in vitro. 2 In the presence of indomethacin (3μM) and the TP receptor antagonist GR32191 (1 μM), PGE2 was found to relax phenylephrine precontracted cerebral arterial rings in a concentration-dependent manner (mean pEC50 8.0 ± 0.1, n = 5). 3 Establishment of a rank order of potency using the EP4 > EP2 agonist 11-deoxy PGE1, and the EP2 > EP4 agonist PGE1-OH (mean pEC 50 of 7.6 ± 0.1 (n = 6) and 6.4 ± 0.1 (n = 4), respectively), suggested the presence of functional EP4 receptors. Furthermore, the selective EP2 receptor agonist butaprost at concentrations < 1 μM failed to relax the tissues. 4 Blockade of EP 4 receptors with the EP4 receptor antagonists AH23848 and EP4A caused significant rightward displacements in PGE2 concentration-response curves, exhibiting pA2 and pKB values of 5.7 ± 0.1, n = 3, and 8.4, n = 3, respectively. 5 The IP receptor agonists iloprost and cicaprost relaxed phenylephrine precontracted cerebral arterial rings (mean pEC50 values 8.3 ± 0.1 (n = 4) and 8.1 ± 0.1 (n = 9), respectively). In contrast, the DP and FP receptor agonists PGD2 and PGFα2 failed to cause appreciable relaxation or contraction at concentrations of up to 30 μM. In the absence of phenylephrine contraction and GR32191, the TP receptor agonist U46619 caused concentration-dependent contraction of cerebral artery (mean pEC50 7.4 ± 0.3, n = 3). 6 These data demonstrate the presence of prostanoid EP4 receptors mediating PGE2 vasodilatation of human middle cerebral artery. IP receptors mediating relaxation and TP receptors mediating contraction were also functionally demonstrated.

Effets préventifs et thérapeutiques des polyphénols dans un modèle in vitro et in vivo de maladie inflammatoire de l’intestin : caractérisation des polyphénols de la pelure de pomme et de la canneberge par spectrométrie de masse

La muqueuse intestinale est exposée à des agents oxydants provenant de l’ingestion d’aliments modifiés, de cellules immuno-inflammatoires et de la flore intestinale. Une diète élevée en fruits et légumes peut diminuer le stress oxydant (SOx) ainsi que l’inflammation via plusieurs mécanismes. Ces effets bénéfiques peuvent être attribuables à leur contenu élevé en polyphénols. La première étude de mon doctorat consistait à tester l’hypothèse que les polyphénols extraits de pelures de pomme (DAPP) pouvaient diminuer le stress oxydant et l'inflammation impliqués dans les maladies inflammatoires de l'intestin (MII). Nous avons caractérisé les polyphénols des DAPP par spectrométrie de masse (LC-MS) et examiné leur potentiel antioxydant et anti-inflammatoire au niveau des cellules intestinales. L’identification des structures chimiques des polyphénols a été effectuée par LC-MS. Le SOx a été induit par l’ajout du complexe fer/ascorbate (Fe/Asc, 200 µM/2 mM) et l’inflammation par la lipopolysaccharide (LPS, 200µg/mL) à des cellules intestinales Caco-2/15 pré-incubées avec les DAPP (250 µg/mL). L’effet du SOx est déterminé par le dosage du malondialdéhyde (MDA), de la composition des acides gras polyinsaturés et de l’activité des enzymes antioxydantes endogènes (SOD et GPx). L’impact des DAPP sur l’inflammation a été testé par l’analyse de l’expression des marqueurs inflammatoires: cyclooxygénase-2 (COX-2), le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-a et l’interleukine-6 (IL-6) et les facteurs de transcription NF-KB, Nrf-2 et PGC1α par immunobuvardage. Nos données ont montré que les flavonols et les flavan-3-ols constituent les composés polyphénoliques majoritaires des DAPP. L’ajout de Fer2+/Asc a provoqué une augmentation de la peroxidation lipidique comparativement aux cellules contrôles, un appauvrissement des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6, et une modulation des enzymes antioxydantes, se traduisant par une augmentation de l’activité de la SOD et une diminution de la GPx. En contrepartie, les DAPP ont exhibé leur potentiel à corriger la plupart des perturbations, y compris l’expression protéique anormalement élevée du COX-2 et la production de la prostaglandine E2 (PGE2), ainsi que l’inflammation telle que réflétée par les facteurs NF-κB, TNF-α et IL-6. Par ailleurs, les mécanismes sous-jacents à ces changements bénéfiques des DAPP ont fait intervenir les facteurs de transcription antioxydants (Nrf-2, PGC1α). Vraisemblablement, cette première étude a permis de démontrer la capacité des DAPP à amoindrir le SOx et à réduire l’inflammation, deux processus étroitement impliqués dans les MII. Dans la deuxième étape de mon doctorat, nous avons voulu comparer les résultats de DAPP à ceux des polyphénols dérivant de la canneberge qui est considérée par la communauté scientifique comme le fruit ayant le plus fort potentiel antioxydant. À cette fin, nous avons caractérisé l’effet des composés polyphénoliques de la canneberge (CPC) sur le SOx, la défense antioxydante et l’inflammation au niveau intestinal tout en définissant leur métabolisme intraluminal. Les différents CPC ont été séparés selon leur poids moléculaire par chromatographie et leurs structures chimiques ont été identifiées par LC-MS. Suite à une pré-incubation des cellules Caco-2/15 avec les extraits CPC (250 µg/mL), le Fe/Asc et la LPS ont été administrés comme inducteurs du SOx et de l’inflammation, respectivement. La caractérisation globale des CPC a révélé que les acides phénoliques composaient majoritairement l’extrait de canneberge de petit poids moléculaire (LC) alors que les flavonoïdes et les procyanidines dimériques/trimériques représentaient l’extrait de poids moléculaire moyen (MC) tout en laissant les procyanidines oligo et polymériques à l’extrait de haut poids moléculaire (HC). Les CPC ont permis de restaurer la plupart des perturbations engendrées dans les Caco-2/15 par le Fe/Asc et le LPS. Les CPC exhibaient le potentiel d’abaisser les niveaux de MDA, de corriger la composition des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6, d’augmenter l’activité des enzymes antioxydantes (SOD, GPx et CAT) et d’élever l’expression de Nrf2 et PGC1α. En outre, les CPC pouvaient aussi réduire les niveaux élevés des protéines inflammatoires COX-2, TNF-α et IL-6 ainsi que la production des PGE2 par un mécanisme impliquant le NF-κB. Au niveau mitochondrial, les procyanidines oligomériques ont réussi à corriger les dysfonctions reliées à la production d’énergie (ATP), l’apoptose (Bcl-2, Cyt C et AIF) et le statut des facteurs de transcription mitochondriaux (mtTFA, mtTFB1, mtTFB2). Dans le but de bien comprendre les mécanismes d’action des CPC, nous avons défini par LC-MS les composés polyphénoliques qui ont été transportés ou absorbés par l’entérocyte. Nos analyses soulignent le transport (i) des acides cinnamiques et benzoïques (LC); (ii) la quercétine glycosylée et conjuguée et les procyanidines dimériques de type A (MC); et (iii) l’épicatéchine et les procyanidines oligomériques (HC). Les processus de métabolisation (méthylation, glucuronidation et sulfatation) au niveau de l’entérocyte ont probablement permis le transport de ces CPC surtout sous leur forme conjuguée. Les procyanidines oligomériques ayant un degré de polymérisation supérieur à 2 (HC) ont semblé adhérer aux cellules Caco-2/15. L’épicatéchine suivi par les procyanidines dimériques de type A ont été trouvés majoritaires au niveau des mitochondries. Même si nous ignorons encore l’action biologique de chaque composé polyphénolique, nous pouvons suggérer que leurs effets combinatoires exercent des fonctions antioxydantes, anti-inflammatoires et mitochondriales dans le modèle intestinal Caco-2/15. Dans une troisième étape, nous avons procédé à l’évaluation des aspects préventifs et thérapeutique des DAPP tout en sondant les mécanismes sous-jacents dans une étude préclinique. À cette fin, nous avons exploité le modèle de souris avec colite expérimentale provoquée par le Dextran Sulfate de Sodium (DSS). L’induction de l’inflammation intestinale chez la souris C57BL6 a été effectuée par l’administration orale de DSS à 2.5% pendant 10 jours. Des doses physiologiques et supra-physiologiques de DAPP (200 et 400 mg/kg/j, respectivement) ont été administrées par gavage pendant 10 jours pré- et post-DSS. L’inflammation par le DSS a provoqué une perte de poids, un raccourcissement du côlon, le décollement dystrophique de l’épithélium, l’exulcération et les infiltrations de cellules mono et polynucléaires au niveau du côlon. De plus, le DSS a induit une augmentation de la peroxidation lipidique, une régulation à la baisse des enzymes antioxydantes, une expression protéique à la hausse de la myéloperoxidase (MPO), du COX-2 et de la production des PGE2. Par ailleurs, les DAPP ont permis de corriger ou du moins d’alléger la plupart de ces anomalies en situation préventive ou thérapeutique, en plus d’abaisser l’expression protéique de NF-κB et des cytokines inflammatoires (TNF-a et l’IL-6) tout en stimulant les facteurs de transcription antioxydants (Nrf-2, PGC1α). Conséquemment, les polyphénols des DAPP ont exhibé leur puissant pouvoir antioxydant et anti-inflammatoire au niveau intestinal dans un modèle in vivo. Leurs actions sont associées à la régulation des voies de signalisation cellulaire et des changements dans la composition du microbiote. Ces trois projets de recherche permettent d’envisager l’évaluation des effets préventifs et thérapeutiques des DAPP cliniquement chez les patients avec des désordres inflammatoires de l’intestin.

Marcadores de diagnóstico da doença periodontal

A periodontite é uma patologia inflamatória, causada pela interação entre o biofilme bacteriano e a resposta imune do hospedeiro e é caracterizada pela degradação de fibras colágenas do periodonto. Os avanços científicos possibilitaram o desenvolvimento de novas técnicas que possibilitem o diagnóstico precoce da doença, ou seja, prevenir a perda de inserção e progressão da periodontite. O diagnóstico da doença periodontal baseia-se em parâmetros clínicos como profundidade de sondagem, perda de inserção, hemorragia a sondagem e exames radiográficos. A análise dos biomarcadores presentes no fluido crevicular gengival (FCG) e saliva tem sido alvo de inúmeros artigos, uma vez que o fluido crevicular gengival (FCG) é composto de uma gama de biomarcadores celulares e moleculares. O presente trabalho teve como objetivo fazer uma revisão narrativa da literatura publicada a cerca dos métodos utilizados para diagnóstico precoce e prognóstico dos processos patológicos que podem estar presentes no periodonto. Foi realizada uma pesquisa bibliográfica online entre Dezembro de 2015 e Maio de 2016, com o objetivo de fazer uma revisão bibliográfica acerca do tema. Não foi estabelecido restrição quanto a data de publicação. Através da identificação da concentração de determinadas proteínas presentes no FCG é possível avaliar a atividade da doença periodontal e o prognóstico. Um importante número de marcadores como a elastase neutrofílica, prostaglandina E2, catepsinas, osteocalcina, -glucoronidase, colagenase, fosfatase alcalina, aspartato aminotransferase são citados (Genco et al., 1992). De acordo com a literatura publicada pode-se concluir que há alguns marcadores promissores para o diagnóstico precoce e prognóstico da doença periodontal, entretanto, não há ainda um marcador que possa identificar a futura perda de inserção ou a suscetibilidade à doença periodontal. São necessários estudos longitudinais para melhor entendimento do papel dos biomarcadores do FCG.

Effets préventifs et thérapeutiques des polyphénols dans un modèle in vitro et in vivo de maladie inflammatoire de l’intestin : caractérisation des polyphénols de la pelure de pomme et de la canneberge par spectrométrie de masse

La muqueuse intestinale est exposée à des agents oxydants provenant de l’ingestion d’aliments modifiés, de cellules immuno-inflammatoires et de la flore intestinale. Une diète élevée en fruits et légumes peut diminuer le stress oxydant (SOx) ainsi que l’inflammation via plusieurs mécanismes. Ces effets bénéfiques peuvent être attribuables à leur contenu élevé en polyphénols. La première étude de mon doctorat consistait à tester l’hypothèse que les polyphénols extraits de pelures de pomme (DAPP) pouvaient diminuer le stress oxydant et l'inflammation impliqués dans les maladies inflammatoires de l'intestin (MII). Nous avons caractérisé les polyphénols des DAPP par spectrométrie de masse (LC-MS) et examiné leur potentiel antioxydant et anti-inflammatoire au niveau des cellules intestinales. L’identification des structures chimiques des polyphénols a été effectuée par LC-MS. Le SOx a été induit par l’ajout du complexe fer/ascorbate (Fe/Asc, 200 µM/2 mM) et l’inflammation par la lipopolysaccharide (LPS, 200µg/mL) à des cellules intestinales Caco-2/15 pré-incubées avec les DAPP (250 µg/mL). L’effet du SOx est déterminé par le dosage du malondialdéhyde (MDA), de la composition des acides gras polyinsaturés et de l’activité des enzymes antioxydantes endogènes (SOD et GPx). L’impact des DAPP sur l’inflammation a été testé par l’analyse de l’expression des marqueurs inflammatoires: cyclooxygénase-2 (COX-2), le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-a et l’interleukine-6 (IL-6) et les facteurs de transcription NF-KB, Nrf-2 et PGC1α par immunobuvardage. Nos données ont montré que les flavonols et les flavan-3-ols constituent les composés polyphénoliques majoritaires des DAPP. L’ajout de Fer2+/Asc a provoqué une augmentation de la peroxidation lipidique comparativement aux cellules contrôles, un appauvrissement des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6, et une modulation des enzymes antioxydantes, se traduisant par une augmentation de l’activité de la SOD et une diminution de la GPx. En contrepartie, les DAPP ont exhibé leur potentiel à corriger la plupart des perturbations, y compris l’expression protéique anormalement élevée du COX-2 et la production de la prostaglandine E2 (PGE2), ainsi que l’inflammation telle que réflétée par les facteurs NF-κB, TNF-α et IL-6. Par ailleurs, les mécanismes sous-jacents à ces changements bénéfiques des DAPP ont fait intervenir les facteurs de transcription antioxydants (Nrf-2, PGC1α). Vraisemblablement, cette première étude a permis de démontrer la capacité des DAPP à amoindrir le SOx et à réduire l’inflammation, deux processus étroitement impliqués dans les MII. Dans la deuxième étape de mon doctorat, nous avons voulu comparer les résultats de DAPP à ceux des polyphénols dérivant de la canneberge qui est considérée par la communauté scientifique comme le fruit ayant le plus fort potentiel antioxydant. À cette fin, nous avons caractérisé l’effet des composés polyphénoliques de la canneberge (CPC) sur le SOx, la défense antioxydante et l’inflammation au niveau intestinal tout en définissant leur métabolisme intraluminal. Les différents CPC ont été séparés selon leur poids moléculaire par chromatographie et leurs structures chimiques ont été identifiées par LC-MS. Suite à une pré-incubation des cellules Caco-2/15 avec les extraits CPC (250 µg/mL), le Fe/Asc et la LPS ont été administrés comme inducteurs du SOx et de l’inflammation, respectivement. La caractérisation globale des CPC a révélé que les acides phénoliques composaient majoritairement l’extrait de canneberge de petit poids moléculaire (LC) alors que les flavonoïdes et les procyanidines dimériques/trimériques représentaient l’extrait de poids moléculaire moyen (MC) tout en laissant les procyanidines oligo et polymériques à l’extrait de haut poids moléculaire (HC). Les CPC ont permis de restaurer la plupart des perturbations engendrées dans les Caco-2/15 par le Fe/Asc et le LPS. Les CPC exhibaient le potentiel d’abaisser les niveaux de MDA, de corriger la composition des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6, d’augmenter l’activité des enzymes antioxydantes (SOD, GPx et CAT) et d’élever l’expression de Nrf2 et PGC1α. En outre, les CPC pouvaient aussi réduire les niveaux élevés des protéines inflammatoires COX-2, TNF-α et IL-6 ainsi que la production des PGE2 par un mécanisme impliquant le NF-κB. Au niveau mitochondrial, les procyanidines oligomériques ont réussi à corriger les dysfonctions reliées à la production d’énergie (ATP), l’apoptose (Bcl-2, Cyt C et AIF) et le statut des facteurs de transcription mitochondriaux (mtTFA, mtTFB1, mtTFB2). Dans le but de bien comprendre les mécanismes d’action des CPC, nous avons défini par LC-MS les composés polyphénoliques qui ont été transportés ou absorbés par l’entérocyte. Nos analyses soulignent le transport (i) des acides cinnamiques et benzoïques (LC); (ii) la quercétine glycosylée et conjuguée et les procyanidines dimériques de type A (MC); et (iii) l’épicatéchine et les procyanidines oligomériques (HC). Les processus de métabolisation (méthylation, glucuronidation et sulfatation) au niveau de l’entérocyte ont probablement permis le transport de ces CPC surtout sous leur forme conjuguée. Les procyanidines oligomériques ayant un degré de polymérisation supérieur à 2 (HC) ont semblé adhérer aux cellules Caco-2/15. L’épicatéchine suivi par les procyanidines dimériques de type A ont été trouvés majoritaires au niveau des mitochondries. Même si nous ignorons encore l’action biologique de chaque composé polyphénolique, nous pouvons suggérer que leurs effets combinatoires exercent des fonctions antioxydantes, anti-inflammatoires et mitochondriales dans le modèle intestinal Caco-2/15. Dans une troisième étape, nous avons procédé à l’évaluation des aspects préventifs et thérapeutique des DAPP tout en sondant les mécanismes sous-jacents dans une étude préclinique. À cette fin, nous avons exploité le modèle de souris avec colite expérimentale provoquée par le Dextran Sulfate de Sodium (DSS). L’induction de l’inflammation intestinale chez la souris C57BL6 a été effectuée par l’administration orale de DSS à 2.5% pendant 10 jours. Des doses physiologiques et supra-physiologiques de DAPP (200 et 400 mg/kg/j, respectivement) ont été administrées par gavage pendant 10 jours pré- et post-DSS. L’inflammation par le DSS a provoqué une perte de poids, un raccourcissement du côlon, le décollement dystrophique de l’épithélium, l’exulcération et les infiltrations de cellules mono et polynucléaires au niveau du côlon. De plus, le DSS a induit une augmentation de la peroxidation lipidique, une régulation à la baisse des enzymes antioxydantes, une expression protéique à la hausse de la myéloperoxidase (MPO), du COX-2 et de la production des PGE2. Par ailleurs, les DAPP ont permis de corriger ou du moins d’alléger la plupart de ces anomalies en situation préventive ou thérapeutique, en plus d’abaisser l’expression protéique de NF-κB et des cytokines inflammatoires (TNF-a et l’IL-6) tout en stimulant les facteurs de transcription antioxydants (Nrf-2, PGC1α). Conséquemment, les polyphénols des DAPP ont exhibé leur puissant pouvoir antioxydant et anti-inflammatoire au niveau intestinal dans un modèle in vivo. Leurs actions sont associées à la régulation des voies de signalisation cellulaire et des changements dans la composition du microbiote. Ces trois projets de recherche permettent d’envisager l’évaluation des effets préventifs et thérapeutiques des DAPP cliniquement chez les patients avec des désordres inflammatoires de l’intestin.

The effect of phospholipase A2 from Crotalus durissus collilineatus on Leishmania (Leishmania) amazonensis infection

In this study, the effect of phospholipase A2 (PLA2) derived from Crotalus durissus collilineatus was evaluated in vitro and in vivo on experimental cutaneous leishmaniasis. The promastigote and amastigote forms treated with PLA2 presented increased growth rate. In vivo studies showed that PLA2-treated Leishmania (Leishmania) amazonensis promastigotes increased the size of lesions in BALB/c mice, and histopathological analysis showed numerous necrotic regions presenting a higher density of polymorphonuclear, mononuclear, and amastigote cells. Additionally, infected macrophages treated with PLA2 were able to generate prostaglandin E2 (PGE2). Cytokine quantification showed that the supernatant from infected macrophages presented moderate and high amounts of IL-2 and IL-10, respectively. However, in PLA2-treated infected macrophages, suppression of IL-2 levels occurred, but not of IL-10 levels. Observation also revealed that both the supernatant and lysate of L. (L.) amazonensis promastigotes exhibited PLA2 activity, which, in the presence of dexamethasone, showed no reduction in their activities; while glucocorticoid maintained the ability of promastigote forms to infect macrophages, which presented values similar to controls. In conclusion, the results indicate that PLA2 may be a progression factor for cutaneous leishmaniasis, since the PLA2 effect suppressed IL-2 levels and generated PGE2, an inflammatory lipid mediator.

Role of 17β-Hydroxysteroid Dehydrogenase Type 5 in Breast Cancer Studied by Intracrinology

Dans cette thèse, je présente une étude (1) du rôle de la 17β-HSD5 dans la modulation des taux d’hormones et dans la prolifération, et l’impact de l’expression de la 17β-HSD5 sur d’autres protéines de BC cellules; (2) une étude comparative sur trois enzymes (17β-HSD1, 17β-HSD7 et 3α-HSD3) avec la provision de DHEA et ses substrats directes soit l’E1 ou la DHT. Les principaux résultats obtenus dans cette étude sont les suivants: (1) en utilisant l’ARN d’interférence de la 17β-HSD5, des immunodosages enzymatiques et des tests de prolifération de cellules démontrent que l’expression de la 17β-HSD5 est positivement corrélée à un niveau de T et de DHT dans les BCC, mais négativement corrélée pour l’E2 et la prolifération des cellules de BC (2) les analyses quantitatives de PCR en temps réel et de Western blot ont démontré que l’inhibition de l’expression de la 17β-HSD5 régule à la hausse l’expression de l’aromatase dans les cellules MCF-7. (3) L’analyse d’ELISA de la prostaglandine E2 a vérifié que l’expression accrue de l’aromatase a été modulée par des niveaux élevés de PGE2 après l’inactivation de l’expression du gène de la 17β-HSD5. (4) Le test de cicatrisation a montré que l’inactivation de l’expression du gène de la 17β-HSD5 favorise l’augmentation de la migration cellulaire. (5) L’expression du gène 17β-HSD5 dans des échantillons cliniques, à partir de l’analyse de base de données ONCOMINE, a montré que sa plus faible expression a été corrélée avec le statut de l’HER-2 et de la métastase de la tumeur. (6) Les données protéomiques révèlent également que des protéines impliquées dans les voies métaboliques sont fortement exprimées dans les cellules MCF-7 après l’inactivation de l’expression du gène de la 17β-HSD5. (7) L’étude n’a démontré aucune différence dans la fonction biologique de la 17β-HSD1 et de la 17β-HSD7 lorsqu’elles sont cultivées avec différentes stéroïdes: tel que les niveaux de stéroides, la prolifération cellulaire et les protéines régulées. (8) Toutefois, la supplémentation du milieu de culture se révèle avoir un impact marqué sur l’étude de la 3α-HSD3. (9). Nous avons proposé que l’utilisation de la DHEA comme source d’hormone puisse entraîner une meilleure imitation des conditions physiologiques post-ménopausales en culture cellulaire selon l’intracrinologie.

13,14-Dihydro-15-Keto Prostaglandin F-2 alpha Release in Response to Oxytocin Challenge Early Post-Partum in Anoestrous Nelore Cows Submitted to Temporary Calf Removal and Progesterone Priming

The study evaluated, in early post-partum anoestrous Nelore cows, if the increase in plasma oestradiol (E2) concentrations in the pre-ovulatory period and/or progesterone priming (P4 priming) preceding ovulation, induced by hormonal treatment, reduces the endogenous release of prostaglandin PGF(2)alpha and prevents premature lysis of the corpus luteum (CL). Nelore cows were subjected to temporary calf removal for 48 h and divided into two groups: GPE/eCG group (n = 10) and GPG/eCG group (n = 10). Animals of the GPE/eCG group were treated with a GnRH agonist. Seven days later, they received 400 ID of eCG, immediately after PGF(2)alpha treatment, and on day 0, 1.0 mg of oestradiol benzoate (EB). Cows of the GPG/eCG group were similarly treated as those of the GPE/eCG group, except that EB was replaced with a second dose of GnRH. All animals were challenged with oxytocin (OT) 9, 12, 15 and 18 days after EB or GnRH administration and blood samples were collected before and 30 min after OT. Irrespective of the treatments, a decline in P4 concentration on day 18 was observed for cows without P4 priming. However, animals exposed to P4 priming, treated with EB maintained high P4 concentrations (8.8 +/- 1.2 ng/ml), whereas there was a decline in P4 on day 18 (2.1 +/- 1.0 ng/ml) for cows that received GnRH to induce ovulation (p < 0.01). Production of 13,14-dihydro-15-keto prostaglandin F-2 alpha (PGFM) in response to OT increased between days 9 and 18 (p < 0.01), and this increase tended to be more evident in animals not exposed to P4 priming (p < 0.06). In conclusion, the increase in E2 during the pre-ovulatory period was not effective in inhibiting PGFM release, which was lower in P4-primed than in non-primed animals. Treatment with EB promoted the maintenance of elevated P4 concentrations 18 days after ovulation in P4-primed animals, indicating a possible beneficial effect of hormone protocols containing EB in animals with P4 priming.

Effect of adding a gonadotropin-releasing-hormone treatment at the beginning and a second prostaglandin F-2 alpha treatment at the end of an estradiol-based protocol for timed artificial insemination in lactating dairy cows during cool or hot seasons of the year

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