published_or_final_version / Endodontics / Master / Master of Dental Surgery

Résumé L’objectif de ce travail a été d’évaluer la toxicité du butyrate de sodium (NaBu), un inhibiteur des histones désacétylases (HDACs), et ses mécanismes d’action sur les cellules de cancer du sein humain, les cellules MCF-7 déficientes pour la caspase-3, et lignées dérivées : les cellules MCF- 7/caspase-3, et les cellules VCREMS résistantes à la vincristine, et dans une moindre mesure à la doxorubicine. La contribution de l’apoptose dans la létalité induite par le NaBu a été recherchée dans les cellules MCF-7wt en estimant l’exposition de la phosphatidylsérine ainsi que le clivage de la PARP. La présence de caspase-3, n’a ni amplifié ni accéléré l’apoptose qui a impliqué le rhéostat Bax/Bcl-2 en faveur d’une induction de Bax. La cytostasie du NaBu dans les cellules MCF-7 s’est manifestée par un blocage des cellules en phase G2/M. L’évaluation du niveau d’expression des régulateurs du cycle cellulaire dans les cellules MCF-7wt et MCF-7/caspase-3 a montré une surexpression de p21, de façon indépendante de p53. L’action cytostatique du NaBu a été associée à une accumulation légère et modeste des formes non-phosphorylées de pRB, un facteur dont la phosphorylation par les complexes cycline D/cdk4,6 et cycline E/cdk2 est nécessaire à la transition G1/S. Dans ces conditions, les niveaux de cdk2 et de Cdc25A, une oncoprotéine activatrice de cdk2, sont restés stables. Le NaBu est une molécule à effet pléïotropique, l’utilisation de la trichostatine A, inhibiteur par excellence des HDACs, a permis d’établir la relation de causalité entre l’inhibition des HDACs et la toxicité du NaBu. La plupart des inhibiteurs des HDACs induisent l’apoptose en perturbant le métabolisme oxydatif de la mitochondrie ce qui pourrait modifier le statut redox cellulaire. Nous avons cherché une implication du métabolisme du glutathion (GSH), le thiol anti-oxydant non-protéique majoritaire de la cellule, dans la toxicité induite par le NaBu. Les résultats montrent que le NaBu induit une déplétion du GSH dans les cellules MCF-7wt et dérivées de façon dose-dépendante, corrélée avec la mortalité cellulaire. Devant l’éventualité d’une consommation accrue de GSH par les enzymes associées à son métabolisme, nous avons évalué le niveau des activités des enzymes glutathion peroxydase, glutathion réductase et glutathion S-transférases. Dans les cellules MCF-7, le NaBu a induit de façon significative ces enzymes anti-oxydantes, à l’exception des GSTs, de même que la catalase, une enzyme indépendante de ce système. Les expériences visant à libérer le pool de GSH lié aux protéines ont montré que la déplétion du GSH intracellulaire est parallèle à celle du GSH lié aux protéines. Par conséquent, la consommation du GSH est réellement la cause de la chute du niveau de GSH générant un stress oxydant. La doxorubicine, un inhibiteur des topoisomérases, a une utilisation clinique limitée en raison de ses effets secondaires irréversibles (cardiotoxicité entre autres). Dans le but d’améliorer son efficacité, nous avons expérimenté des combinaisons NaBu/doxorubicine sur les cellules VCREMS et MCF-7, étant donné la capacité du NaBu à induire l’expression des topoisomérases et favoriser la conformation déployée de la chromatine. L’utilisation de la technique isobologramme nous a permis de déterminer les index de combinaison pour une application simultanée ou séquentielle des drogues. Les résultats indiquent que le NaBu sensibilise les cellules VCREMS et MCF-7 à l’action de la doxorubicine. Dans les cellules VCREMS, cet effet s’est produit en dépit de la stimulation des enzymes de détoxication, GSTs et GPX. L’ensemble de ces résultats indique que l’utilisation du NaBu en combinaison avec certains anticancéreux constitue une stratégie très intéressante en cancérothérapie.

No description available.

No description available.

No description available.

No description available.

No description available.

No description available.

No description available.

The high affinity sodium/glucose cotransporter (SGLT1) couples transport of Na+ and glucose. Investigation of the structure/function relationships of the sodium/glucose transporter (SGLT1) is crucial to understanding co-transporter mechanism. In the first project, we used cysteine-scanning mutagenesis and chemical modification by methanethiosulphonate (MTS) derivatives to test whether predicted TM IV participates in sugar binding. Charged and polar residues and glucose/galactose malabsorption (GGM) missense mutations in TM IV were replaced with cysteine. Mutants exhibited sufficient expression to be studied in detail using the two-electrode voltage-clamp method in Xenopus laevis oocytes and COS-7 cells. The results from mutants T156C and K157C suggest that TM IV participates in sugar interaction with SGLT1. This work has been published in Am J Physiol Cell Physiol 295 (1), C64-72, 2008. The crystal structure of Vibrio parahaemolyticus SGLT (vSGLT) was recently published (1) and showed discrepancy with the predicted topology of mammalian SGLT1 in the region surrounding transmembrane segments IV-V. Therefore, in the second project, we investigated the topology in this region, thirty-eight residues from I143 to A180 in the N-terminal half of rabbit SGLT1 were individually replaced with cysteine and then expressed in COS-7 cells or Xenopus laevis oocytes. Based on the results from biotinylation of mutants in intact COS-7 cells, MTSES accessibility of cysteine mutants expressed in COS-7 cells, effect of substrate on the accessibility of mutant T156C in TM IV expressed in COS-7 cells, and characterization of cysteine mutants in TM V expressed in Xenopus laevis oocytes, we suggest that the region including residues 143-180 forms part of the Na+- and sugar substrate-binding cavity. Our results also suggest that TM IV of mammalian SGLT1 extends from residue 143-171 and support the crystal structure of vSGLT. This work has been published in Biochem Biophys Res Commun 378 (1), 133-138, 2009 Previous studies established that mutant Q457C human SGLT1 retains full activity, and sugar translocation is abolished in mutant Q457R or in mutant Q457C following reaction with methanethiosulfonate derivatives, but Na+ and sugar binding remain intact. Therefore, in the third project, we explored the mechanism by which modulation of Q457 abolishes transport, Q457C and Q457R of rabbit SGLT1 expressed in Xenopus laevis oocytes were studied using chemical modification, the two-electrode voltage-clamp technique and computer model simulations. Our results suggest that glutamine 457, in addition to being involved in sugar binding, is a residue that is sensitive to conformational changes of the carrier. This work has been published in Biophysical Journal 96 (2), 748-760, 2009. Taken together our study along with previous biochemical characterization of SGLT1 and crystal structure of vSGLT, we propose a limited structural model that attempts to bring together the functions of substrate binding (Na+ and sugar), coupling, and translocation. We propose that both Na+ and sugar enter a hydrophilic cavity formed by multiple transmembrane helices from both N-terminal half of SGLT1 and C-terminal half of SGLT1, analogous to all of the known crystal structures of ion-coupled transporters (the Na+/leucine transporter, Na+/aspartate transporter and lactose permease). The functionally important residues in SGLT1 (T156 and K157 in TM 4, D454 and Q457 in TM 11) are close to sugar binding sites.