The effect of the senescence-associated secretory phenotype (SASP) on glucose homeostasis in metabolic cells

Aim: Dysregulated glucose homeostasis is a hallmark of Type 2diabetes. A distinctive feature of ageing is the accumulation ofsenescent cells, defined as cells that have undergone irreversible lossof proliferative capacity. Characteristic of senescent cells is thesenescence-associated secretory phenotype (SASP) involving theproduction of factors which reinforce senescence arrest in neigh-bouring tissue environments. We hypothesise that SASP inducesmetabolic dysfunction in non-senescent cells, impairing glucosemetabolism and propagating insulin resistance. We sought todetermine the effect of SASP on glucose homeostasis in hepatic,adipose and skeletal muscle cell lines. Methods: Human dermal fibroblasts were subjected to a geno-toxic dose of doxorubicin to induce senescence, confirmed using ab-galactosidase assay. Conditioned media containing SASP werecollected post 24h and 48h of inducing senescence and used at20% and 40% concentrations to treat AML-12 hepatocytes, 3T3-L1 adipocytes and C2C12 myocytes for 24h and 48h. Cells andmedia were collected and glucose and lipid concentrations weremeasured before and after the respective incubation periods. Results: Cell media obtained from C2C12 myocytes exposed to40% SASP for 24h and 48h and AML-12 hepatocytes after 48hexhibited significantly higher concentrations of glucose in com-parison to control media (p < 0.0001, p < 0.05) suggesting areduced glucose uptake. Glucose utilisation remained unchanged in3T3-L1 cells. Conclusion: Our data suggest an important role for SASP inaltering glucose homeostasis and identify SASP as a potentialmediator between ageing and the increase in age-related insulinresistance.

Fonctions antitumorales de la voie ERK/MAPK et développement rationnel de nouvelles stratégies thérapeutiques

Les kinases régulées par les signaux extracellulaires (ERK1/2) régulent une multitude de processus cellulaires, incluant la prolifération, la survie et la différenciation. Ces kinases représentent l’élément terminal de la voie ERK/MAPK, laquelle est activée dans près de 30% de tous les cancers humains et donc généralement perçue comme étant un effecteur critique de la progression tumorale. Cependant, une accumulation d’observations suggèrent que les kinases ERK pourraient également induire la suppression tumorale. Le but premier de cette thèse est de démontrer comment la signalisation par ERK peut contribuer à la suppression tumorale et de concilier les mécanismes impliqués avec son rôle dans la progression du cancer. Puisque nos travaux ont une incidence sur les bénéfices attendus de certaines thérapies actuellement en développement, le deuxième objectif de la thèse est de proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques pour combattre le cancer. Nous avons démontré qu’une hyperactivation des kinases ERK induit la sénescence cellulaire. Le mécanisme implique la dégradation sélective et dépendante du protéasome de nombreuses protéines, ce que nous avons nommé le SAPD (Senescence-Associated Protein Degradation). Ce processus cible des protéines requises pour différentes fonctions cellulaires, incluant la progression du cycle cellulaire, les fonctions mitochondriales et la biogenèse des ribosomes. Ensuite, nos résultats montrent qu’en plus d’inhiber l’établissement de la sénescence, une diminution de la signalisation par les kinases ERK favorise la reprogrammation cellulaire, laquelle permet aux cellules précancéreuses de développer leur tumorigénicité et aux cellules cancéreuses d’acquérir des propriétés attribuables aux cellules souches. Ces observations suggèrent que les mécanismes qui inhibent la voie ERK/MAPK pourraient favoriser l’initiation du cancer, la formation de métastases et la résistance à diverses thérapies. Enfin, nous avons démontré que la metformine, utilisée pour le traitement du diabète, inhibe le facteur de transcription NF-kB. Ce dernier joue un rôle central dans la reprogrammation cellulaire et dans la production de cytokines pro-inflammatoires nocives par les cellules sénescentes. Ainsi, nous émettons l’hypothèse que la metformine pourrait être utilisée en combinaison avec certaines thérapies afin d’éviter les effets secondaires tant d’une inhibition des kinases ERK que d’une hyperactivation. Globalement, les résultats présentés démontrent que l’effet de la voie ERK/MAPK dépend de la force de son activation. Alors qu’une activation modérée peut contribuer à la prolifération de la plupart des cellules, une forte activation induit la sénescence tandis qu’au contraire, une faible activation favorise la reprogrammation des cellules cancéreuses et donc une augmentation de l’agressivité de la tumeur. Cette polyvalence de la voie suggère une certaine prudence face à l’usage des inhibiteurs de la voie ERK/MAPK. Cependant, elle nous motive à travailler au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques, lesquelles pourraient inclure la metformine.

Influence du microenvironnement inflammatoire sur la sénescence contrôlée par la réponse aux dommages à l'ADN, et sa régulation par l’induction du stress à la chromatine

La sénescence cellulaire, ou l’arrêt irréversible de la prolifération, influence des processus physiologiques et pathologiques, comme le cancer. Parmi les caractéristiques de la sénescence, se retrouve le PSAS ou phénotype sécrétoire associé à la sénescence. Le PSAS est composé d’une variété de cytokines, facteurs de croissance et protéases. Ses actions pro- et anti-tumorale sont connues, mais l’on ignore laquelle prédomine. Mes travaux s’attardent aux effets du PSAS sur l’induction de la sénescence dans les cellules environnantes et à sa régulation. Nous avons démontré que le PSAS ne synergise pas avec la dysfonction télomérique chronique ou aigue, afin de causer un arrêt de croissance. Également, l’étude du mécanisme responsable de l’induction de la sénescence par stress à la chromatine, suggère que la kinase c-Abl n’est pas requise pour cette voie, contrairement à des publications antérieures. Mes travaux éclairent les mécanismes d’action et la régulation du PSAS dans la sénescence induite par dysfonction télomérique et par stress à la chromatine.

Preliminary Remarks on Old Spanish Auxiliares: haber, ser and estar

En aquest article s'intenta aportar una visió descriptiva del funcionament d'haber, ser i estar en construccions 'perifràstiques' del castellà medieval. Quant a les perífrasis 'AUX+ infinitiu', s'observa que no s'ajusten a una anàlisi del tipus 'SV que selecciona un SV'. D'altra banda, s'aporta evidència que afavoreix una visió de la derivació dels futurs i condicionals analítics on el verb [-finit] s'excorpora de l'auxiliar funcional per traslladar-se a CO. Finalment, s'estableix que les construccions 'haber/ser/estar+participi' poden ser analitzades com a verbs lèxics que subcategoritzen una oració reduïda el predicat de la qual és el participi. Això permet relacionar l'avantposició de participi amb la dels SA i la dels arguments interns. Els aspectes bàsics d'aquest canvi sintàctic que duu del castellà medieval i preclàssic a l'espanyol actual són: (a) la categoria lèxica SV dels verbs en qüestió es reanalitza com una categoria funcional SAsp i aquests verbs esdevenen auxiliars; (b) hi ha un canvi de subcabgorització, ja que aquests verbs deixen de subcategoritzar una oració reduïda per passar a subcategoritzar un SVmàx, i (c) la pèrdua de la projecció màxima SCONC1 comporta la desparició dels efectes de la llei Tobler-Mussafia, de la possibilitat d'avantposar el participi i també de la concordança de participi en els perfets compostos.

Microbial relatives of seed storage proteins: conservation of motifs in a functionally diverse superfamily of enzymes

Plant storage proteins comprise a major part of the human diet. Sequence analysis has revealed that these proteins probably share a common ancestor with a fungal oxalate decarboxylase and/or related bacterial genes. Additionally, all these proteins share a central core sequence with several other functionally diverse enzymes and binding proteins, many of which are associated with synthesis of the extracellular matrix during sporulation/encystment. A possible prokaryotic relative of this sequence is a bacterial protein (SASP) known to bind to DNA and thereby protect spores from extreme environmental conditions. This ability to maintain cell viability during periods of dehydration in spores and seeds may relate to absolute conservation of residues involved in structure determination.

Effect of small, acid-soluble proteins on spore resistance and germination under a combination of pressure and heat treatment

To find the range of pressure required for effective high-pressure inactivation of bacterial spores and to investigate the role of alpha/beta-type small, acid-soluble proteins (SASP) in spores under pressure treatment, mild heat was combined with pressure (room temperature to 65 degrees C and 100 to 500 MPa) and applied to wild-type and SASP-alpha(-/)beta(-) Bacillus subtilis spores. On the one hand, more than 4 log units of wild-type spores were reduced after pressurization at 100 to 500 MPa and 65 degrees C, On the other hand, the number of surviving mutant spores decreased by 2 log units at 100 MPa and by more than 5 log units at 500 MPa. At 500 MPa and 65 degrees C, both wild-type and mutant spore survivor counts were reduced by 5 log units. Interestingly, pressures of 100, 200, and 300 MPa at 65 degrees C inactivated wild-type SASP-alpha(+)/beta(+) spores more than mutant SASP-alpha(-)/beta(-) spores, and this was attributed to less pressure-induced germination in SASP-alpha(-)/beta(-) spores than in wild-type SASP-alpha(+)/beta(+) spores. However, there was no difference in the pressure resistance between SASP-alpha(+)/beta(+) and SASP-alpha(-)/beta(-) spores at 100 MPa and ambient temperature (approximately 22 degrees C) for 30 min. A combination of high pressure and high temperature is very effective for inducing spore germination, and then inactivation of the germinated spore occurs because of the heat treatment. This study showed that alpha/beta-type SASP play a role in spore inactivation by increasing spore germination under 100 to 300 MPa at high temperature.

Enhancing chemotherapy efficacy in Pten-deficient prostate tumors by activating the senescence-associated antitumor immunity

Prosenescence therapy has recently emerged as a novel therapeutic approach for treating cancer. However, this concept is challenged by conflicting evidence showing that the senescence-associated secretory phenotype (SASP) of senescent tumor cells can have pro- as well as antitumorigenic effects. Herein, we report that, in Pten-null senescent tumors, activation of the Jak2/Stat3 pathway establishes an immunosuppressive tumor microenvironment that contributes to tumor growth and chemoresistance. Activation of the Jak2/Stat3 pathway in Pten-null tumors is sustained by the downregulation of the protein tyrosine phosphatase PTPN11/SHP2, providing evidence for the existence of a novel PTEN/SHP2 axis. Importantly, treatment with docetaxel in combination with a JAK2 inhibitor reprograms the SASP and improves the efficacy of docetaxel-induced senescence by triggering a strong antitumor immune response in Pten-null tumors. Altogether, these data demonstrate that immune surveillance of senescent tumor cells can be suppressed in specific genetic backgrounds but also evoked by pharmacological treatments.

Investigating the Role of Small, Acid-Soluble Spore Proteins (SASPs) in the Resistance of Clostridium Perfringens Spores to Heat.

BACKGROUND: Clostridium perfringens type A food poisoning is caused by enterotoxigenic C. perfringens type A isolates that typically possess high spore heat-resistance. The molecular basis for C. perfringens spore heat-resistance remains unknown. In the current study, we investigated the role of small, acid-soluble spore proteins (SASPs) in heat-resistance of spores produced by C. perfringens food poisoning isolates. RESULTS: Our current study demonstrated the presence of all three SASP-encoding genes (ssp1, 2 and 3) in five surveyed C. perfringens clinical food poisoning isolates. beta-Glucuronidase assay showed that these ssp genes are expressed specifically during sporulation. Consistent with these expression results, our study also demonstrated the production of SASPs by C. perfringens food poisoning isolates. When the heat sensitivities of spores produced by a ssp3 knock-out mutant of a C. perfringens food poisoning isolate was compared with that of spores of the wild-type strain, spores of the ssp3 mutant were found to exhibit a lower decimal reduction value (D value) at 100 degrees C than exhibited by the spores of wild-type strain. This effect was restored by complementing the ssp3 mutant with a recombinant plasmid carrying wild-type ssp3, suggesting that the observed differences in D values between spores of wild-type versus ssp3 mutant was due to the specific inactivation of ssp3. Furthermore, our DNA protection assay demonstrated that C. perfringens SASPs can protect DNA from DNase I digestion. CONCLUSION: The results from our current study provide evidences that SASPs produced by C. perfringens food poisoning isolates play a role in protecting their spores from heat-damage, which is highly significant and relevant from a food safety perspective. Further detailed studies on mechanism of action of SASPs from C. perfringens should help in understanding the mechanism of protection of C. perfringens spores from heat-damage.