Das Harnblasenkarzinom (BCa) ist die zweithäufigste bösartige urologische Tumorerkrankung sowie die siebthäufigste tumorbedingte Todesursache bei Männern. Zur Senkung des erheblichen Rezidiv- und Progressionsrisikos oberflächlicher BCa kommen lokale Immun- oder Chemotherapeutika zum Einsatz, die jedoch starke Nebenwirkungen verursachen können bzw. ungenügende langfristige Effekte bewirken. Eine neuartige Therapieoption besteht in der gezielten Expressionshemmung von Genen, die den Tumorzellen einen Wachstumsvorteil vermitteln. Hierfür eignen sich besonders synthetische Nukleinsäuren wie Antisense-Oligodesoxynukleotide (AS-ODN) und small interfering RNAs (siRNAs). In der vorliegenden Arbeit wurde die Expressionshemmung des potenziellen Targetgens hTERT (humane Telomerase Reverse Transkriptase) mit AS-ODN und siRNAs in BCa-Zellen untersucht. Die Tumorspezifität der hTERT-mRNA-Expression konnte zunächst an tumor- und tumorfreien Gewebeproben von BCa-Patienten gezeigt werden. Die verwendeten AS-ODN reduzierten die hTERT-mRNA-Expression auf bis zu 40%, womit eine Verringerung der Telomeraseaktivität einherging. Die AS-ODN-Behandlung bewirkte des Weiteren eine konzentrationsabhängige Viabilitätsreduktion verschiedener BCa-Zelllinien sowie eine verminderte Zellkoloniebildungsrate. Diese antiproliferativen Effekte waren auf eine Apoptoseinduktion zurückzuführen. Durch eine Vorbehandlung von vier BCa-Zelllinien mit hTERT-AS-ODN konnten die zytotoxischen Effekte der für das BCa relevanten Chemotherapeutika Cisplatin, Mitomycin C und Gemcitabin signifikant verstärkt werden. Nach Untersuchung der AS-ODN-Wirkung in vitro erfolgte die Etablierung eines subkutanen Xenotransplantantmodells der Nacktmaus. Die Eignung einer intraperitonealen Applikation wurde mit fluoreszenzmarkierten AS-ODN belegt. In weiteren Zellkulturexperimenten kamen hTERT-siRNAs, als alternative Methode der Geninhibition, zum Einsatz. Die Reduktion der hTERT-mRNA-Expression auf 50% war mit der durch AS-ODN bewirkten Inhibition vergleichbar. Im Gegensatz zur AS-ODN-Behandlung induzierten siRNAs keine unmittelbare Apoptose. Eine Kombination der siRNAs mit Cisplatin und Mitomycin C bewirkte jedoch eine Verdopplung der Apoptoserate. Um die molekularen Mechanismen der Wirkung der nukleinsäurebasierten hTERT-Inhibitoren und den Einfluss targetunabhängiger Effekte zu untersuchen, wurden transkriptomweite Expressionsanalysen mittels Oligonukleotid-Microarrays durchgeführt. Hierbei zeigte sich, dass die AS-ODN-Behandlung vorwiegend zu einer gesteigerten Expression von Genen führte, die mit einer zellulären Stressantwort assoziiert sind (u.a. ATF3, EGR1, GADD45). Diese Expressionsmuster stimmten in hohem Maße mit denen überein, die durch Transfektion mit AS-ODN gegen andere Targets erhalten wurden. Diese Ergebnisse deuten auf eine, zumindest teilweise, durch off-Targeteffekte ausgelöste Wachstumshemmung hin. Die siRNA-Behandlungen gegen unterschiedliche Targets zeigten relativ geringe Übereinstimmungen in den Expressionsmustern und somit eine höhere Spezifität. Außerdem wurde erstmalig gezeigt, dass eine hTERT-Inhibition mit siRNAs zur trankriptionellen Hemmung der Onkogene EGFR und FOSL1 führt. Diese Daten sowie die Ergebnisse anderer Arbeitsgruppen deuten auf einen wechselseitigen Zusammenhang zwischen hTERT und EGFR in der Regulation der EGFR-stimulierten Proliferation von BCa-Zellen hin. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass hTERT als tumorspezifisch exprimierter und funktionell relevanter Faktor ein hervorragendes Target für eine nukleinsäurebasierte BCa-Therapieoption darstellt. Im Vergleich zu AS-ODN wirken siRNAs grundsätzlich targetspezifischer. Die therapeutische Wertigkeit der lokal applizierten Inhibitoren, insbesondere in Kombination mit herkömmlichen Chemotherapeutika, sollte in nachfolgenden Experimenten im Rahmen eines orthotopen BCa-Xenotransplantatmodells untersucht werden.

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Le cancer épithélial de l’ovaire (EOC) est le plus mortel des cancers gynécologiques. Cette maladie complexe progresse rapidement de façon difficilement décelable aux stades précoces. De plus, malgré une chirurgie cytoréductive et des traitements de chimiothérapie le taux de survie des patientes diagnostiquées aux stades avancées demeurt faible. Dans le but d’étudier l’EOC dans un contexte ex vivo, l’utilisation de modèles cellulaires est indispensable. Les lignées cellulaires d’EOC sont un outil pratique pour la recherche cependant, la façon dont l'expression des gènes est affectée en culture par comparaison à la tumeur d'origine n'est pas encore bien élucidée. Notre objectif était donc de développer et de caractériser de nouveaux modèles de culture in vitro qui réflèteront plus fidèlement la maladie in vivo. Nous avons tout d’abord utiliser des lignées cellulaires disponibles au laboratoire afin de mettre au point un modèle 3D de culture in vitro d’EOC. Des sphéroïdes ont été générés à l’aide de la méthode des gouttelettes inversées, une méthode pionnière pour la culture des cellules tumorales. Nous avons ensuite procédé à une analyse des profils d’expression afin de comparer le modèle sphéroïde au modèle de culture en monocouche et le modèle xénogreffe in vivo. Ainsi, nous avons identifié des gènes stratifiant les modèles tridimensionnels, tant in vivo qu’in vitro, du modèle 2D monocouche. Parmi les meilleurs candidats, nous avons sélectionné S100A6 pour une caractérisation ultérieure. L’expression de ce gène fût modulée afin d’étudier l’impact de son inhibition sur les paramètres de croissance des sphéroïdes. L’inhibition de ce gène a comme effet de réduire la motilité cellulaire mais seulement au niveau du modèle sphéroïde. Finalement, toujours dans l’optique de développer des modèles d’EOC les plus représentatifs de la maladie in vivo, nous avons réussi à développer des lignées cellulaires uniques dérivées de patientes atteintes d’EOC du type séreux, soit le plus commun des EOC. Jusque là, très peu de lignées cellulaires provenant de ce type de cancer et de patientes n’ayant pas reçu de chimiothérapie ont été produites. De plus, nous avons pour la première fois caractérise des lignées d’EOC de type séreux provenant à la fois de l’ascite et de la tumeur solide de la même patiente. / The epithelial ovarian cancer (EOC) is the most lethal of gynecological cancers. This complexe and heterogenous disease progresses rapidly and is almost asymptomatic in early stages. The survival rate of patients with late stage diagnosis remains low albeit cytoreductive surgery and chemotherapy. In order to study the EOC disease in an ex vivo context, the use of different cellular models is necessary. EOC cell lines derived from long-term passages of malignant ovarian cancers are useful tools for molecular and cellular research but it is not clear how culture conditions affect overall gene expression and oncogenic potential as compared to the original tumor. The main goal of this research was to develo and characterize new in vitro model systems that will recapitulate more closely some of the growth conditions encountered by tumor cells in vivo. In order to develop an in vitro tridimensional EOC spheroid model, we have used cell lines previously established in our laboratory. Spheroids were generated using the hanging droplet method, which was innovative for the culture of cancer cells. Comparative gene expression profile analysis of monolayer cultures, 3D spheroids and in vivo xenografts were performed and we have shown that the spheroid transcriptome more closely reflects expression patterns of the in vivo model compared to that of monolayer cultures. Among the best candidates, S100A6 gene over-expressed in the 3D models versus monolayer cultures was chosen for further analysis. To begin to address how S100A6 might affect EOC growth parameters, we have inhibited its expression in our in vitro models. The loss of S100A6 in the spheroid model results in an reduction of cellular migration, which seems to be in line with previous in vivo results published by other researchers. Always with the objective of developing the most relevant to the in vivo disease model systems, we have also succeeded in developing a unique EOC cell lines derived from patients with the most frequently diagnosed serous type of cancer. Very few cell lines derived from this type of cancers and from chemotherapy naïve patients are available. Moreover, we characterize for the first time EOC serous type cell lines derived from the ascites and the solid tumor of the same patient.

Objectives: To investigate the effects of serotonin and melatonin (MLT) on the regulation of malignant growth and the activity of serotonin receptors (5HTR1a/-1b) in prostate cancer (PCa) cell lines. Materials and Methods: In four PCa cell lines (LNCaP, 22RV1, PC3, DU145) and two reference cell lines 5HTR1a and -1b, relative mRNA expression levels were assessed. Different serotonin and MLT receptor agonists and antagonists were used in stimulation and inhibition experiments. Results: mRNA expression of 5HTR1b was higher than that of 5HTR1a in all PCa cell lines. Serotonin showed a significant growth stimulatory effect in all PCa lines. The 5HTR1a and -1b agonists/antagonists did not significantly affect viability. MLT inhibited viability only in PC3 cells. Similarly, the 5HTR1a antagonist induced apoptotic changes in PC3 cells only at 10–4M, while the 5HTR1b antagonist induced necrosis at 10–4M in all cell lines. Cell cycle alterations were seen in PC3 and DU145 cells under the influence of the 5HTR1a antagonist. Conclusions: Serotonin receptor antagonists and agonists as well as MLT influence viability and apoptosis of PCa cell lines at supraphysiologic concentrations. In contrast to other reports, our results do not support a regulatory role of serotonin or MLT receptor activation or inhibition in PCa growth. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

La curcumine est un polyphénol de couleur jaune extrait du rhizome de la plante (Curcuma longa). Identifié comme un principe actif du curcuma, cette épice est largement consommée compte tenu de ses propriétés antioxydantes, antimicrobiennes et antitumorales. Cependant, sa solubilité et sa biodisponibilité restent limitées en raison de son hydrophobicité et diminuent de ce fait les applications potentielles dans les domaines nutraceutique et pharmaceutique. L’objectif de ce travail s’est focalisé sur l’étude des propriétés physico-chimiques de cette molécule vectorisée sous forme liposomale. Différentes formulations de nanovecteurs préparées à partir de lipides polaires plus ou moins riches en acides gras polyinsaturés à longue chaîne variables, issus de source marine ou végétale, ont été utilisées pour modifier la fluidité membranaire des vecteurs. Ces travaux ont permis d’optimiser le pourcentage d’encapsulation de cette biomolécule et d’étudier les effets de cytotoxicité et de sa biodisponibilité sur différentes lignées cellulaires (MCF7, cellules embryonnaires de neurones corticaux). Les résultats montrent des effets significatifs lors de l’utilisation de nanoliposomes formulés avec de la lécithine marine, protégés par un enrobage de polymère de chitosane. Les analyses physicochimiques de taille par diffraction de la lumière (zetasizer, nanosight), de stabilité (mesure de la taille et la mobilité électrophorétique), de structure par microscopie électronique en transmission et la libération de la molécule vectorisée, ont permis de mieux comprendre les effets des interactions polymère-phospholipides et le relargage de la curcumine encapsulée dans les conditions environnementales drastiques de digestion gastrique et intestinale. Une caractérisation multi-échelle est proposée afin d’améliorer la compréhension des différentes propriétés du nanovecteur et du principe actif qu’il vectorise, ainsi que les interactions possibles entre eux. Les techniques utilisées sont la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), les rayons X, ainsi que la microscopie électronique en transmission / Curcumin, a yellow lipid-soluble natural pigment, a hydrophobic polyphenol derived from the rhizome of Curcuma longa, has been identified as the active principle of turmeric. Curcumin has already become a research focus due to its numerous biological and pharmacological benefits such as antioxidant, antitumor, anti-inflammatory, antimicrobial properties and other desirable medical benefits. However, due to its low absorption, the poor bioavailability of curcumin limits its clinical use. The objective of this work has focused on the study of the physicochemical properties of this molecule encapsulated in form of liposome. Different formulations of nanocarriers prepared from polar lipids more or less rich in polyunsaturated fatty acids with variable long chain, derived from vegetable or marine source, have been used to modify liposomes membrane fluidity. These works have allowed to optimize the encapsulation efficiency of the curcumin and to study its bioavailability and cytotoxicity effects on different cell lines (MCF7, embryonic cortical neurons). The results show significant effects when using nanoliposomes formulated with marine lecithin, protected by chitosan as the coating polymer. The physico-chemical analyses of the size by light scattering (Zetasizer, NanoSight), the stability (measurement of the size and the electrophoretic mobility), the structure by transmission electron microscopy and the release of the encapsulated molecule, allowed to better understand the effects of polymer-phospholipid interactions and the release of encapsulated curcumin in drastic environmental conditions of gastric and intestinal digestion. A multiscale characterization is proposed in order to improve the understanding of the various properties of the active agent (curcumin) and the nanovector, as well as the possible interactions occuring between them. The techniques used are Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-rays, Rheometer and Transmission Electron Microscopy

La 7β-hydroxy-épiandrostérone, stéroïde endogène dérivant de la DHEA, présente des propriétés anti-inflammatoires. En effet, elle module la voie des prostaglandines (PGs) en inhibant la production de la PGE2 pro-inflammatoires et en augmentant la production de la 15-Deoxy-∆12,14-PGJ2 cyto-protectrice in vivo et in vitro. Les faibles doses de 7β-hydroxy-épiandrostérone (1nM, 10nM, 100nM) pour lesquelles ces effets sont observés, suggèrent une liaison à un récepteur spécifique. L’inflammation et la production des PGs jouent un rôle important dans le développement et la prolifération des tumeurs mammaires estrogéno-dépendantes. Le 17β-estradiol (E2), en se fixant sur les récepteurs des estrogènes (REs), induit la production de PGE2 et la prolifération cellulaire dans ces cellules tumorales. De ce fait, notre objectif était de tester les effets de la 7β-hydroxy-épiandrostérone sur la prolifération (comptage avec exclusion au bleu trypan), le cycle cellulaire et l’apoptose (cytométrie de flux) dans les lignées cellulaires de cancer du sein MCF-7 (REα+, REβ+, GPR30+) et MDA-MB-231 (REα-, REβ+, GPR30+) et d’identifier une(des) cible(s) potentielle(s) dans ces cellules (transactivation) et dans des cellules négatives pour les REs nucléaires SKBr3 (GPR30+) (études de prolifération). Cette étude a montré que la 7β-hydroxy-épiandrostérone exerce des effets anti-estrogéniques dans les cellules MCF-7 et MDA-MB-231 associés à une inhibition de la prolifération et un arrêt du cycle cellulaire. Les études de transactivation et de prolifération avec les agonistes spécifiques des REs ont montré une interaction avec le REβ. De plus, les résultats des études de proliférations sur les trois lignées cellulaires suggèrent que la 7β-hydroxy-épiandrostérone pourrait également interagir avec le GPR30. Ces résultats indiquent que ce stéroïde androgène agit comme un anti-estrogène. De plus, c’est la première fois qu’un stéroïde androgène à faible dose montre une action anti-proliférative dans des lignées de cancers du sein. Des études ultérieures restent à réaliser afin de mieux comprendre ces effets observés. / 7β-hydroxy-epiandrosterone, an endogenous androgenic derivative of DHEA, has previously been shown to exert anti-inflammatory action in vitro and in vivo via a shift from prostaglandin E2 (PGE2) to 15-deoxy-∆12,14-PGJ2 production. This modulation in prostaglandin production was obtained with low concentrations of 7β-hydroxy-epiandrosterone (1–100 nM) and suggested that it might act through a specific receptor. Inflammation and prostaglandin synthesis is important in the development and survival of estrogen-dependent mammary cancers. Estrogen induced PGE2 production and cell proliferation via its binding to estrogen receptors (ERs) in these tumors. Our objective was to test the effects of 7β-hydroxy-epiandrosterone on the proliferation (by counting with trypan blue exclusion), cell cycle and cell apoptosis (by flow cytometry) of breast cancer cell lines MCF-7 (ERα+, ERβ +, G-protein coupled receptor 30 : GPR30+) and MDA-MB-231 (ERα-, ERβ +, GPR30+) and to identify a potential target of this steroid in these cell lineages (by transactivations) and in the nuclear ER-negative SKBr3 cells (GPR30+) (by proliferation assays). 7β-hydroxy-epiandrosterone exerted anti-estrogenic effects in MCF-7 and MDA-MB-231 cells associated with cell proliferation inhibition and cell cycle arrest. Moreover, transactivation and proliferation with ER agonists assays indicated that 7β-hydroxy-epiandrosterone interacted with ERβ. Data from proliferation assays on the MCF-7, MDA-MB-231 and SKBr3 cell lines suggested that 7β-hydroxy-epiandrosterone may also act through the membrane GPR30 receptor.These results support that this androgenic steroid acts as an anti-estrogenic compound. Moreover, this is the first evidence that low doses of androgenic steroid exert antiproliferative effects in these mammary cancer cells. Further investigations are needed to improve understanding of the observed actions of endogenous 7β-hydroxy-epiandrosterone.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_natalia_camacho.pdf: 752258 bytes, checksum: 4db6bde27e4ad1a1adedd5d44779d4aa (MD5) Previous issue date: 2007-06-01 / Lectins are proteins or glicoproteins of non-immune origin with binding specificities for carbohidrates, that interact with glicocomponents present in plant and animal cells, bacteria and viruses. This property makes lectins remarkable markers used in histochemical and biochemical studies, and for characterization and differentiation of cells. Leguminous plants are the major source of lectins, proteins that possess important biological activities, like insecticidal and antiproliferative against cancer cell lines. Thus, the aim of this work was to develop a heterologous expression system for a recombinant lectin from Bauhinia forficata, a leguminous plant popularly known as pata-de-vaca , in E. coli, to study its characteristics and biological activities. The lectin gene bfl was amplified by PCR from genomic DNA, and cloned to expression vectors pQE30 e pET32a(+). Recombinant BFL was expressed in E. coli in insoluble form by using the vector pET32a(+)/bfl. The lectin was purified by Ni +2 -Sepharose affinity chromatography, with a yield of 40 mg.L -1 . The sequence and carbohidrate specificity of rBFL is similar to other related lectins. The rBFL lectin presents in monomer and dimer forms, with aparent molecular mass of 44 and 94 kDa, respectively, shows biological activity in hemagglutination assay in the presence of divalent metal cations (Ca +2 and Mn +2 ) and antiproliferative effect on human cancer cell lines MCF-7 (breast cancer), HT-29 (colon cancer) and HL-60 (leukemia) according as the concentration used. The rBFL lectin showed dose-dependent inhibition in HT-29 cells, stimulatory effect on proliferation of MCF-7 cells in higher concentrations, and no induction of cell death was observed in any cancer cell line. The results obtained in this work, about rBFL lectin, never before isolated or produced in heterologous system, motivates the performance of new characterization assays to elucidate possible applications. / Lectinas são proteínas ou glicoproteínas de origem não imune com propriedade de ligação especifíca a carboidratos, capazes de interagir com glicocomponentes presentes em células de plantas, animais, bactérias e vírus. Essa propriedade faz das lectinas notáveis marcadores utilizados em estudos histoquímicos, bioquímicos e na caracterização e diferenciação de células. Plantas leguminosas constituem-se na maior fonte de lectinas, que possuem atividades biológicas importantes, como atividade inseticida e antiproliferativa sobre células tumorais. Diante disto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um sistema de expressão heteróloga para uma lectina de Bauhinia forficata (rBFL), popularmente conhecida como pata-de-vaca , em E. coli, com o intuito de elucidar suas características e atividades biológicas. O gene bfl da lectina foi amplificado por PCR a partir do DNA genômico, e clonado nos vetores de expressão pQE30 e pET32a(+). A lectina rBFL foi expressa em larga escala pelo vetor pET32a(+)/bfl em E. coli, na forma insolúvel. A purificação foi realizada por cromatografia de afinidade em coluna de Ni +2 -Sepharose, com rendimento de 40 mg.L -1 . A seqüência da lectina rBFL e sua especificidade por carboidrato é similar a de lectinas relacionadas. A lectina rBFL apresenta-se na forma de monômeros e dímeros, com massa molecular aparente de 44 e 94 kDa, respectivamente, possui atividade biológica em ensaio de hemaglutinação na presença de cátions divalentes (Ca +2 and Mn +2 ) e demonstra efeito antiproliferativo sobre as linhagens tumorais humanas MCF-7 (câncer de mama), HT-29 (câncer de cólon) e HL-60 (leucêmica), dependendo da concentração utilizada. A rBFL demonstrou efeito inibitório dose-dependente sobre HT-29, e efeito estimulatório sobre a proliferação da linhagem MCF-7 em altas concentrações, não induzindo morte celular em nenhuma das linhagens. Os resultados obtidos neste trabalho acerca da rBFL, nunca antes isolada ou produzida em sistema heterólogo, motivam a realização de novos ensaios de caracterização visando possíveis aplicações.

Dans le contexte actuel d'allongement de l'espérance de vie, la prévalence et le coût de prise en charge des maladies liées à l'âge telles que l'ostéoporose sont de plus en plus importants. Dans le cadre du développement de nouvelles stratégies de prise en charge des pathologies osseuses, la nutrition offre un potentiel évident et représente une excellente solution alternative aux traitements habituels. Bien que trop marginales, les études des activités biologiques de certains aliments ont pourtant d'ores et déjà montré des effets protecteurs sur l'acquisition du capital osseux et sa préservation par le biais de leurs propriétés anti-inflammatoires et antioxydantes. A ce titre, la consommation de grenade est envisagée car elle fait actuellement l'objet d'intérêts scientifiques croissants ayant déjà suggéré ses avantages nutritionnels et pharmacologiques pour la prévention de certaines pathologies chroniques associées au vieillissement. Dans le cadre du projet de thèse, les premiers travaux réalisés, focalisés donc sur la grenade, ont permis de dégager le concept selon lequel les propriétés biologiques de ce fruitexceptionnel seraient expliquées par la composition particulière de ses différentes parties : en polyphénols pour le jus (anthocyanines) et la peau (ellagitannins) et en acide punicique pour les pépins, et surtout au potentiel anti-oxydant et anti-inflammatoire de ces molécules. Cette hypothèse a donné lieu à une première étude à vocation phytochimique qui a permis de déterminer, de standardiser, produire et caractériser deux types d'extraits de grenade titrés en molécules d'intérêt (acide punicique et ellagitannins). Nous avons ensuite étudié l'impact de la consommation du fruit (donné dans sa totalité) ou de ses principales parties (jus et peau) ou encore d'extraits concentrés en ellagitannins et en acide punicique, sur la biologie osseuse, dans un modèle expérimental d'ostéoporose post-ménopausique bien décrit (ostéopénie consécutive à une carence oestrogénique induite par ovariectomie chez des souris C57bl6/j). Cette étude préclinique a permis de montrer que tous les régimessupplémentés en grenade (quelle que soit la partie) permettent de limiter les processus de déminéralisation et l'altération micro-architecturale de l'os, s'expliquant par une réduction des marqueurs de résorption osseuse et une amélioration de ceux de la formation ; et une diminution des paramètres inflammatoires, et oxydants. Ensuite, afin de déterminer les structures médiatrices de ces effets, une approche originale ex-vivo a permis d'étudier plus finement les mécanismes cellulaires ostéoblastiques et ostéoclastiques associés à la consommation des extraits de grenade testés. Cette analyse a été développée de façon à tenir compte du métabolisme particulier de ces micronutriments et donc des modifications systémiques engendrées suite à l'ingestion des extraits. Ce travail a permis de mettre en évidence que les effets observés in-vivo sur l'os,pouvaient être expliqués par une action directe aussi bien sur les ostéoblastes que sur les ostéoclastes, et donc une optimisation du remodelage osseux. De fait, la consommation d'ellagitannins et d'acide punicique augmente l'activité des ostéoblastes (activité alcaline phosphatase et formation de nodules de calcium) et l'expression des principaux acteurs et facteurs de transcription impliqués dans leur différenciation, tout en diminuant l'expression de ceux responsables de la différenciation ostéoclastique. Dans le même temps, l'analyse des transcrits met en évidence que les extraits de grenade favorisent l'activation d'acteurs impliqués dans les mécanismes de défenses contre le stress oxydant et l'inflammation, au niveau du microenvironnement osseux. Ces résultats révèlent pour la première fois le potentiel de la grenade au regard de la physiologie osseuse en proposant ses possibles mécanismes d'actions, via une approche nutritionnelle complète et intégrée respectant la physiologie. / In the current context of increased life expectancy, prevalence and socioeconomic consequences of age-related diseases such as osteoporosis represent a major public health problem worldwide. This is why development of new strategies of prevention is highly suitable to provide a wide array of options (alternatives to usual therapies) for health professionals. So far, studies targeting nutrient biological activities have been mainly focused on both calcium and vitamin D. Nevertheless, other nutrients have shown a protective effect on bone mass acquisition and preservation through their anti-inflammatory and antioxidant properties. In this light, pomegranate is endowed with such a potential. Indeed there is an increasing scientific interest that has already suggested its nutritional and pharmacological benefits on prevention of some chronic age-associated diseases. As part of this project, the initial work focused on pomegranate has highlighted the link between its health benefit potential and the exceptional composition of its main parts: polyphenols from the juice (anthocyanins) and the peel (ellagitannins) and punicic acid from seed, those micronutrients being able to elicit antioxidant and anti-inflammatory capacities. Our work hypothesis resulted from a first phytochemical study leading to identify, standardize, characterize and produce two types of pomegranate extracts titrated on 2 molecules of interest (punicic acid and ellagitannins). We thus investigated the outcome of consumption, first of the whole fruit or its principal parts (peel and juice) and in a second time of concentrated ellagitannins and punicic acid extracts on bone biology in a well described experimental model of postmenopausal osteoporosis (osteopenia induced by estrogen deficiency after ovariectomy in C57bl6/j mice). In this preclinical study, wedemonstrated that all the diets supplemented with pomegranate significantly prevented bone loss and micro-architecture impairment. Those findings are associated with transcriptional changes in bone tissue, suggesting involvement of both osteoclastogenesis inhibition and osteoblastogenesis improvement, and reduced inflammatory and oxidative parameters, as well. Then, to determine more accurately the molecules and the signaling pathways involved in those effects, an original ex-vivo study was set up on both osteoblasts and osteoclasts, with respect to physiological conditions (i.e., the aim being to mimic systemic changes and generation of specific circulating metabolites associated with the extractsingestion). This work allowed clarifying the bone sparing effects observed in-vivo. Indeed, pomegranate extracts had the ability to elicit a significant increase in alkaline phosphatase activity, matrix mineralization and transcriptional levels of major osteoblast lineage markersinvolving key signaling pathways, while the expression of specific osteoclast differentiation markers and RANK-RANKL downstream signaling targets were down-regulated. In addition, transcripts analysis revealed that pomegranate extracts were able to induce defense mechanisms against oxidative stress and inflammation in the bone microenvironment. Our results show for the first time the pomegranate potential regarding bone physiology, underlying its possible mechanisms on bone remodeling through a complete and integrated nutritional approach respecting the physiology.

Cancer cells have been known for some time to have very different metabolismas compared to that of normal non proliferating cells. As metabolism is involvedin almost every aspect of cell function, there has been a recent resurgence ofinterest in inhibiting cancer metabolism as a therapeutic strategy. Inhibitors thatspecifically target altered metabolic components in cancer cells are being developedas antiproliferative agents. However, many such inhibitors have not progressedinto the clinic due to limited efficacy either in vitro or in vivo. In this study weexplore the hypothesis that this is often due to the robustness of the metabolicnetwork and the differences between individual cancer cell lines in their metaboliccharacteristics. We take a systems biology approach. We investigate the cellular bioenergetic profiles of a panel of five non-small celllung cancer cell lines before and after treatment with a novel inhibitor of theglutaminase-1 (GLS1) enzyme. Additionally, we explore the effects of this inhibitoron intracellular metabolism of these cell lines as well as on the uptake and secretionof glucose, lactate and amino acids. To be able to do the latter robustly, wehad to modify the experimental assay considerably from procedures that seemto be standard in the literature; using these earlier procedures the metabolicenvironment of the cells was highly variable, leading to misleading results onthe metabolic effects of the inhibitor. We reduced cell density, altered mediumvolume and changed the time-window of the assay. This led to the cells growingexponentially, appearing indifferent to the few remaining changes. In this newassay, the metabolic effects of the glutaminase inhibitor became robust. One of the most significant results of this study is the metabolic heterogeneitydisplayed across the cell line panel under basal conditions. Differences in themetabolic functioning of the cell lines were observed in terms of both theirbioenergetic and metabolic profile. The amount of respiration attributed tooxidative phosphorylation differed between cell lines and respiratory capacity wasattenuated in most cells. However, the rate of glycolysis was similar betweencell lines in this assay. These results suggest that the Warburg effect arisesthrough a greater diversity of mechanisms than traditionally assumed, involvingvarious combinations of changes in the expression of glycolytic and mitochondrialmetabolic enzymes. The effects of GLS1 inhibition on cellular bioenergetics and metabolism alsodiffered between cell lines, even between resistant cell lines, indicating that theremay also be a diversity of resistance mechanisms. The metabolomic response ofcell lines to treatment suggests potential resistance mechanisms through metabolicadaptation or through the prior differences in the metabolic function of resistantcell lines. Part of the metabolome response to GLS1 inhibition was quite specificfor sensitive cells, with high concentrations of IMP as the strongest marker. Our results suggest that the metabolome is a significant player in what determinesthe response of cells to metabolic inhibitors, that its responses differ between cancercells, that responses are not beyond systems understanding, and that thereforethe metabolome should be taken into account in the design of and therapy withanti-cancer drugs.