La néphropathie diabétique est une maladie rénale caractérisée par un syndrome néphrotique et de la glomérulosclérose. Celle-ci est reliée à l’angiopathie de capillaires suite au diabète. Il s’agit d’une importante cause d’insuffisance rénale en Amérique. Or, les anomalies tubulaires comme l’apoptose ou le détachement de tubules des glomérules sont reconnues comme étant de bons marqueurs de progression de cette maladie. Ainsi, il a été proposé au cours des travaux reliés à cette thèse d’étudier les différents mécanismes moléculaires reliés à l’apoptose des tubules proximaux, en particulier dans un thème de relation avec les dommages reliés aux espèces réactives oxygénées (ROS). Une des hypothèses développée au cours de précédents travaux faisait état que l’une des sources initiales qui entrainent le développement de dommages tubulaires soit régulée à travers la production de ROS dérivés des NADPH oxydases. Ainsi, une des premières séries d’expériences entreprises au cours de cette thèse a été effectuée sur un modèle animal de diabète de type 2, la souris db/db. Suite à la caractérisation des différentes pathologies rénales et leur réduction par la surexpression de l’enzyme antioxydante catalase dans les tubules proximaux, des expériences de micro-puces d’expression génétiques furent effectuées. À l’aide de cet outil et par des analyses bioinformatiques, il a été possible d’établir un profilage de gènes reliés à différentes voies de signalisation modulées par le diabète et la catalase. Ainsi, il a été possible d’effectuer de plus amples études sur des gènes reliés à l’apoptose surexprimé dans les tubules proximaux de souris diabétiques. Un des gènes pro-apoptotique mieux caractérisé durant cette thèse fut le gène Bmf, un membre de la famille des régulateurs de Bcl-2 impliqués dans l’apoptose via le relâchement de cytochrome c de la mitochondrie. Ainsi, il a été déterminé que ce gène est surexprimé dans les tubules proximaux de souris diabétiques, et que celui-ci était augmenté dans différents modèles in vitro de diabète. Cela a permis de conclure que Bmf joue sans doute un rôle important la régulation de l’apoptose et de l’atrophie des tubules proximaux. Une autre étude effectuée dans le cadre de cette thèse était reliée avec l’utilisation d’un modèle transgénique afin de mieux définir le rôle que jouent les dommages reliés au stress oxydatif dans la progression des pathologies rénales reliées à l’induction du système rénine-angiotensine. Les résultats obtenus ont permis de déterminer que la surexpression de l’enzyme antioxydante catalase a permis de réduire les différentes pathologies rénales observées dans les souris transgéniques, ce qui permet de conclure que les espèces réactives oxygénées jouen un rôle important dans le développement de l’hypertension et des dommages rénaux. / Diabetic nephropathy is a disease characterized by a nephrotic syndrome and glomerulosclerosis. It is related to capillaries angiopathy caused by diabetes. It is one of the main sources of end stage renal disease in America. Tubular anomalies such as apoptosis or tubular detachment from glomeruli are known to be efficient markers for the progression of this disease. Thus, it has been proposed during the work related to this thesis to study the different molecular mechanisms linked with proximal tubules apoptosis, particularly those related with reactive oxygen species (ROS). A previously stated hypothesis made by our laboratory stated that one of the initial sources of the development of tubular damages may be regulated by the production of ROS by NADPH oxidases. Thus, one of the first series of experiments carried during this thesis was done on an animal model of type 2 diabetes, the db/db mouse. Following the characterization of different renal pathologies and their reduction in the proximal tubules by the antioxidant enzyme catalase, experiment with genetics expression microarrays were carried. Using this tool and bioinformatics analysis, it was possible to profile different genes linked to pathways involved by diabetes and the catalase enzyme. Thus, it was possible to carry further studies on these genes linked to apoptosis and overexpressed in the proximal tubules of diabetic mice. One of the pro apoptotic genes characterized in this thesis was the Bmf gene, a member of the family of Bcl-2 regulator, involved in apoptosis related to the release of cytochrome c from the mitochondria. Thus, it was determined that this gene is overexpressed in the proximal tubules of diabetic mice, and that it was also upregulated by in vitro models of diabetes. This enabled our team to conclude that Bmf must play an important role in the regulation of apoptosis and atrophy of the proximal tubules. Another study carried during this thesis was linked with the use of a transgenic animal model to better define the role played by damages related to oxidative stress in the progression of renal pathologies related to renin-angiotensin system activation. The results obtained by this study stated that overexpression of the antioxidant enzyme catalase managed to reduce the different kidney pathologies observed in the transgenic model, which let us conclude that reactive oxygen species have an important role to play in the development of hypertension and kidney damages.

La stimulation du récepteur de la rénine/prorénine [(P) RR], un membre récemment découvert du système rénine-angiotensine (SRA), augmente l'activité du SRA et des voies de signalisation angiotensine II-indépendante. Pour étudier l'impact potentiel du (P)RR dans le développement de l`obésité, nous avons émis l'hypothèse que les souris déficientes en (P)RR uniquement dans le tissus adipeux (KO) auront une diminution du poids corporel en ciblant le métabolisme du tissu adipeux, l'activité locomoteur et/ou la prise alimentaire. Ainsi, des souris KO ont été générées en utilisant la technologie Cre/Lox. Le gain de poids et la prise alimentaire ont été évalués hebdomadairement dans les mâles et femelles KO et de type sauvage (WT) pendant 4 semaines alors qu’ils étaient maintenu sur une diète normal. De plus, un groupe de femelles a été placé pour 6 semaines sur une diète riche en gras et en glucides (HF/HC). La composition corporelle et l'activité ambulatoire ont été évaluées par l’EchoMRI et à l’aide de cages Physioscan, respectivement. Les tissus adipeux ont été prélevés et pesés. De plus, les gras péri-gonadaux ont été utilisés pour le microarray. Finalement, le niveaux d'expression d'ARNm du (P)RR ont été évalués. Comme le gène du (P)RR est situé sur le chromosome X, les mâles étaient des KOs complets et les femelles étaient des KOs partielles. Les souris KO avaient un poids corporel significativement plus petit par rapport à WT, les différences étant plus prononcées chez les mâles. De plus, les femelles KOs étaient résistantes à l'obésité lorsqu'elles ont été placées sur la diète HF/HC et donc elles avaient significativement moins de masse grasse par rapport aux WTs. L’analyse histologique des gras péri-gonadaux des KOs nous ont dévoilés qu’il avait une réduction du nombre d'adipocytes mais de plus grande taille. Bien qu'il n'y ait eu aucun changement dans la consommation alimentaire, une augmentation de près de 3 fois de l'activité ambulatoire a été détectée chez les mâles. De plus, nous avons observé que leurs tibias étaient de longueur réduite ce qui suggère fortement l'affection de leur développement. Les gras péri-gonadaux des souris KO avaient une expression réduite de l`ABLIM2 (Actin binding LIM protein family, member 2) qui est associé avec le diabète de type II chez l'humain. Ainsi, les données recueillies suggèrent fortement que le (P)RR est impliquée dans la régulation du poids corporelle. / Stimulation of the (pro)renin receptor [(P)RR], a recently discovered member of the renin-angiotensin system (RAS), increases the activity of the RAS and stimulates angiotensin II-independent signaling pathways. To investigate the possible impact of the (P)RR on obesity development, we hypothesized that mice deficient in the (P)RR specifically in their adipose tissue (KO) would have a decrease in body weight by targeting adipose tissue metabolism, locomotor activity and/or food intake. As such, KO mice were generated using the Cre/Lox technology. Weekly weight gain and food intake were assessed in both male and female KO and wild-type (WT) littermates for 4 weeks on a normal diet. A group of females were also placed for an additional 6 weeks on a high-fat/high-carbohydrate diet (HF/HC). Body composition and physical activity were evaluated using EchoMRI and Physioscan cages, respectively. Adipose tissues were collected and weighed at sacrifice. Moreover, perigonadal fat was used for Gene assay and histological analysis. (P)RR mRNA expression levels were evaluated using real-time PCR. Different circulating metabolites and proteinuria were measured by ELISA kits. As the (P)RR gene is located on the X chromosome, males were complete KOs and females were partial KOs. KO body weights were significantly lower compared to WTs, the differences being more pronounced in males. Female KOs were resistant to obesity development when placed on a HF/HC diet and as such, had significantly smaller fat mass as well as lower circulating leptin levels compared to WTs. All KO perigonadal fat had a reduced number of adipocytes but of bigger size. Although there were no changes in food intake, an almost 3-fold increase in activity was detected in males. Moreover, they presented with shorter tibial length which strongly suggests that they may have developmental issues. Gonadal fat of KO mice showed a reduced expression of ABLIM2 gene (Actin binding LIM protein family, member 2) which is associated with type II diabetes in humans. Conversely, no obvious changes in glycemia were detected while tendencies for lower proteinuria could be observed. The data collected thus strongly suggests that the (P)RR is implicated in body weight regulation.

Preeclampsia is among the leading causes of perinatal mortality and morbidity, affecting 2-7% of pregnancies. Its incidence increases to 10-25% in already hypertensive women. To date, no treatment, aside from delivery, is known. Interestingly, several studies have reported that exercise training (ExT) can reduce preeclampsia prevalence although the available studies are considered insufficient. Therefore, the aim of this study is to determine the impact of ExT when practiced before and during gestation on pregnancy outcome in a mouse model of preeclampsia superimposed on chronic hypertension (SPE). To do so, mice overexpressing both human angiotensinogen and renin (R+A+) were used because they are hypertensive at baseline and they develop many hallmark features of SPE. Mice were trained by placing them in a cage with access to a running wheel 4 weeks before and during gestation. ExT in this study prevented the rise in blood pressure at term observed in the sedentary transgenic mothers. This may be realized through an increased activity of the angiotensin-(1-7) axis in the aorta. In addition, ExT prevented the increase in albumin/creatinine ratio. Moreover, placental alterations were prevented with training in transgenic mice, leading to improvements in placental and fetal development. Placental mRNA and circulating levels of sFlt-1 were normalized with training. Additionally, the increase in angiotensin II type I receptor and the decrease in Mas receptor protein were reversed with training. ExT appears to prevent many SPE-like features that develop in this animal model and may be of use in the prevention of preeclampsia in women. / La prééclampsie est l’une des causes primaires de mortalité et morbidité périnatales, touchant 2-7% des grossesses. Sa prévalence augmente à 10-25% chez les femmes hypertendues. Jusqu’à maintenant, aucun traitement, mis à part l’accouchement précoce, n’est connu. Néanmoins, plusieurs études épidémiologiques suggèrent une diminution de l’incidence de la prééclampsie chez les femmes entraînées quoique, ces études sont considérées insuffisantes. Ainsi, le but de cette étude est de déterminer si l’entraînement avant et pendant la grossesse prévient la maladie dans un modèle animal de prééclampsie superposée à de l’hypertension chronique (SPE). Nous avons utilisé des souris double transgéniques, surexpirmant la rénine et l’angiotensinogène humaines (R+A+), puisqu'elles sont hypertensives à la base, et développent plusieurs symptômes de la prééclampsie. Pour l'entraînement, les souris ont été mises dans des cages d’exercice 4 semaines avant leur grossesse et y sont restées jusqu’au sacrifice. L'entraînement physique a prévenu la hausse de pression artérielle en fin de gestation présente chez les souris R+A+ sédentaires, possiblement via l’axe de l’angiotensine-(1-7). Le rapport entre l’albumine: créatinine a également été réduit avec l’entraînement. Les altérations placentaires ont été prévenues chez les souris entraînées, améliorant le développement placentaire et fœtal. Ceci était accompagné d'une normalisation de sFlt-1 circulant et placentaire. De plus, l’augmentation du récepteur à l’angiotensine II de type 1 et la diminution du récepteur Mas dans le placenta étaient renversées. L’entraînement semble prévenir plusieurs symptômes de la SPE dans un modèle animal suggérant qu'il pourrait être d'une grande utilité dans la prévention de la maladie chez la femme.

Objectif : Étudier les mécanismes apoptotiques impliqués dans la néphropathie diabétique en identifiant les gènes responsables de l’apoptose et activés par les espèces réactives de l’oxygène (ROS) dans les cellules de tubules proximaux rénaux (RPTC) de différents modèles diabétiques. Méthodes : Une hybridation par puce à AND a été réalisée sur les ARN extraits à partir de RPTC de souris heterozygotes db/m+, db/db and db/db catalase (CAT)-transgénique (Tg) de 20 semaines. Des expériences de PCR en temps réel et d’immunohistochimie réalisées sur ces modèles et sur le modèle ou le diabète avait été induit par traitement au streptozotocin (STZ) ont permis de valider les gènes apoptotiques identifiés par puce à ADN. Des RPTC immortalisées de rat ont été utilisées pour montrer l’activité de ces gènes apoptotique et la régulation de leur expression. De plus, une étude additionnelle réalisée sur des sections rénales provenant de patients diabétiques et non diabétiques a démontré également une surexpression de ces gènes apoptotiques dans les IRPTC. Résultats: L’expression de Bcl-2-modifying factor (Bmf), une protéine apoptotique, semble augmentée dans les RPTC de souris db/db comparé aux souris contrôles db/m+, ou aux souris db/db CAT-tg. La surexpression de Bmf a également été identifiée dans les RPTC du modèle diabétique STZ. La normalisation de l’hyperglycémie chez ces souris par traitement à l’insuline semble normaliser également l’expression de Bmf. In vitro, la surexpression du cDNA de Bmf dans les RPTC promouvoit l’apoptose et augmente l’activité de caspase 3. La stimulation de RPTC de Rat avec le glucose élevé (25mM de D-glucose) semble augmenter l’expression de Bmf et le traitement de ces cellules avec la roténone, les Diphénylène iodonium, la catalase et l’apocynine semble renverser cette stimulation. L’inhibition de Bmf avec un siRNA semble réduire l’apoptose induite par le glucose élevé. L’expression de Bmf a également été démontrée dans les RPTC de patients diabétiques. Conclusion: Ces résultats ont démontré une surexpression de Bmf dans les RPTC de différents modèles diabétiques et suggèrent son potentiel rôle dans la régulation de l’apoptose et de l’atrophie tubulaire chez les diabétiques. / Objective: To investigate the mechanisms underlying tubular apoptosis in diabetes by identifying pro-apoptotic genes that are differentially upregulated by reactive oxygen species in renal proximal tubular cells (RPTCs) in models of diabetes. Research Design and Methods: Total RNAs isolated from renal proximal tubules (RPTs) of 20 week-old heterozygous db/m+, db/db and db/db catalase (CAT)-transgenic (Tg) mice were used for DNA chip microarray analysis. Real time-quantitative polymerase chain reaction assays, immunohistochemistry and mice rendered diabetic with streptozotocin were used to validate the pro-apoptotic gene expression in RPTs. Cultured rat RPTCs were used to confirm the apoptotic activity and regulation of pro-apoptotic gene expression. Additionally, studies in kidney tissues from patients with and without diabetes were employed to confirm enhanced pro-apoptotic gene expression in RPTs. Results: Bcl-2-modifying factor (Bmf) was differentially upregulated (p<0.01) in RPTs of db/db mice as compared to db/m+ and db/db CAT-Tg mice and in RPTs of streptozotocin-induced diabetic mice in which insulin reversed this finding. In vitro, Bmf cDNA overexpression in rat RPTCs co-immunoprecipated with Bcl-2, enhanced caspase-3 activity and promoted apoptosis. High glucose (HG, 25 mM) induced Bmf mRNA expression in RPTCs, while rotenone, catalase, diphénylèneiodonium and apocynin decreased it. Knockdown of Bmf with small interference RNA reduced HG-induced apoptosis in RPTCs. Importantly, enhanced Bmf expression was detected in RPTs of kidneys from patients with diabetes. Conclusion: These data demonstrate differential up-regulation of Bmf in diabetic RPTs and suggest a potential role for Bmf in regulating RPTC apoptosis and tubular atrophy in diabetes.

Le remodelage cardiaque est le processus par lequel la structure ou la fonction cardiaque change en réponse à un déséquilibre pathophysiologique tel qu'une maladie cardiaque, un contexte d'arythmie prolongée ou une modification de l'équilibre hormonal. Le système rénine-angiotensine (SRA) est un système hormonal largement étudié et il est impliqué dans de nombreuses activités associées au remodelage cardiovasculaire. L’existence d'un système circulatoire couplé à un système de tissus locaux est une représentation classique, cependant de nouvelles données suggèrent un SRA indépendant et fonctionnellement actif à l'échelle cellulaire. La compréhension de l'activité intracellulaire du SRA pourrait mener à de nouvelles pistes thérapeutiques qui pourraient prévenir un remodelage cardiovasculaire défavorable. L'objectif de cette thèse était d'élucider le rôle du SRA intracellulaire dans les cellules cardiaques. Récemment, les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG), les protéines G et leurs effecteurs ont été détectés sur des membranes intracellulaires, y compris sur la membrane nucléaire, et les concepts de RCPG intracellulaires fonctionnels sont en voie d'être acceptés comme une réalité. Nous avons dès lors fait l'hypothèse que la signalisation du SRA délimitant le noyau était impliquée dans le contrôle de l'expression des gènes cardiaques. Nous avons démontré la présence de récepteurs d'angiotensine de type-1 (AT1R) et de type-2 (AT2R) nucléaires dans les cardiomyocytes ventriculaires adultes et dans une fraction nucléaire purifiée de tissu cardiaque. Des quantités d'Ang II ont été détectées dans du lysat de cardiomyocytes et des microinjections d'Ang-II-FITC ont donné lieu à des liaisons préférentielles aux sites nucléaires. L'analyse transcriptionnelle prouve que la synthèse d'ARN de novo dans des noyaux isolés stimulés à l'Ang-II, et l'expression des ARNm de NF-κB étaient beaucoup plus importants lorsque les noyaux étaient exposés à de l'Ang II par rapport aux cardiomyocytes intacts. La stimulation des AT1R nucléaires a engendré une mobilisation de Ca2+ via les récepteurs de l'inositol trisphosphate (IP3R), et le blocage des IP3R a diminué la réponse transcriptionnelle. Les méthodes disponibles actuellement pour l'étude de la signalisation intracrine sont limitées aux méthodes indirectes. L'un des objectifs de cette thèse était de synthétiser et caractériser des analogues d'Ang-II cellule-perméants afin d’étudier spécifiquement dans les cellules intactes l'activité intracellulaire du SRA. Nous avons synthétisé et caractérisé pharmacologiquement des analogues photosensibles Ang-II encapsulée en incorporant un groupement 4,5-diméthoxy-2-nitrobenzyl (DMNB) photoclivable sur les sites actifs identifiés du peptide. Chacun des trois analogues d'Ang II encapsulée synthétisés et purifiés: [Tyr(DMNB)4]Ang-II, Ang-II-ODMNB et [Tyr(DMNB)4]Ang-II-ODMNB a montré une réduction par un facteur deux ou trois de l'affinité de liaison envers AT1R et AT2R dans les dosages par liaison compétitive et une activité réduite dans la contraction de l'aorte thoracique. La photostimulation de [Tyr(DMNB)4]Ang-II dans des cellules HEK a augmenté la phosphorylation d'ERK1/2 (via AT1R) et la production de cGMP (via AT2R) alors que dans les cardiomyocytes isolés elle générait une augmentation de Ca2+ nucléoplasmique et initiait la synthèse d'ARNr 18S et d'ARNm du NF-κB. Les fibroblastes sont les principaux générateurs de remodelage cardiaque structurel, et les fibroblastes auriculaires sont plus réactifs aux stimuli profibrotiques que les fibroblastes ventriculaires. Nous avons émis l'hypothèse que l’Ang-II intracellulaire et l'activation des AT1R et AT2R nucléaires associés contrôlaient les profils d'expression des gènes des fibroblastes via des systèmes de signalisation distincts et de ce fait jouaient un rôle majeur dans le développement de la fibrose cardiaque. Nous avons remarqué que les fibroblastes auriculaires expriment l’AT1R et l’AT2R nucléaire et l'Ang-II au niveau intracellulaire. L’expression d'AT1R nucléaire a été régulés positivement dans les cas d’insuffisance cardiaque (IC), tandis que l'AT2R nucléaire a été glycosylé post-traductionnellement. La machinerie protéique des protéines G, y compris Gαq/11, Gαi/3, et Gβ, a été observée dans des noyaux isolés de fibroblastes. AT1R et AT2R régulent l'initiation de la transcription du fibroblaste via les voies de transduction de signal d'IP3R et du NO. La photostimulation de [Tyr(DMNB)4]Ang-II dans une culture de fibroblastes auriculaire déclenche la libération de Ca2+ nucléoplasmique, la prolifération, et la synthèse et sécrétion de collagène qui ne sont pas inhibées par les bloqueurs d'AT1R et/ou AT2R extracellulaires. / Cardiac remodelling is the process by which cardiac structure and/or function change in response to pathophysiological imbalances such as hypertension, cardiac disease, prolonged arrhythmia or altered hormonal balance. The renin-angiotensin system (RAS) is an extensively studied hormonal system involved in numerous processes associated with cardiovascular remodelling. Classically viewed as a circulating and a local tissue system, emerging evidence suggests an independent and functionally active RAS within individual cells. Understanding intracellular RAS actions might lead to new therapeutic avenues that could prevent adverse cardiac remodelling. The purpose of this thesis was to elucidate the role of intracellular RAS in cardiac cells. Recently, G protein-coupled receptors (GPCRs), G proteins, and their downstream effectors have been detected on intracellular membranes, including the nuclear membrane, and the concept of functional intracellular GPCRs is slowly being accepted as a reality. We therefore hypothesized that nuclear-delimited angiotensin II (Ang-II) signalling is involved in controlling cardiac gene expression. We demonstrated the presence of nuclear angiotensin-type 1 (AT1R) and angiotensin-type 2 (AT2R) receptors in adult ventricular cardiomyocytes and in a purified nuclear preparation from cardiac tissue. Ang-II was detected in cardiomyocyte lysate and microinjected Ang-II-FITC preferentially bound to nuclear sites. Transcriptional analysis demonstrated that Ang-II enhanced de novo RNA synthesis in isolated nuclei and NF-κB mRNA expression was much greater when nuclei were exposed to Ang-II. Nuclear AT1R-stimulation produced Ca2+ mobilization via nuclear inositol 1,4,5-trisphosphate receptor (IP3R) Ca2+-channels, and IP3R-blockade attenuated the AT1R-mediated transcriptional responses in isolated nuclei. Current methods available to study intracrine RAS signalling are limited to indirect methodologies because of a lack of selective intracellularly-acting probes. An aim of this thesis was to synthesize and characterize cell-permeant Ang-II analogues to probe intracellular RAS action with spatial and temporal precision. Using solid-phase peptide technology we synthesized and pharmacologically characterized light-sensitive caged Ang-II analogues. This was achieved by incorporating a photocleavable 4,5-dimethoxy-2-nitrobenzyl (DMNB) moiety on sites of Ang-II responsible for receptor recognition and activation. All of the three synthesized and purified caged-Ang-II analogues: [Tyr(DMNB)4]Ang-II, Ang-II-ODMNB and [Tyr(DMNB)4]Ang-II-ODMNB, showed two-to-three orders of magnitude reduced binding affinity towards the AT1R and AT2R in competition binding assays and reduced potency in contraction assays using thoracic aorta. Photolysis of [Tyr(DMNB)4]Ang-II in HEK cells increased ERK1/2 phosphorylation (via AT1R) and cGMP production (via AT2R) whereas in isolated cardiomyocytes it induced an increase in nucleoplasmic Ca2+ and increased the abundance of 18S rRNA and NF-κB mRNA. Fibroblasts are the main drivers of cardiac structural remodelling. Atrial fibroblasts are more responsive to pro-fibrotic stimuli than ventricular fibroblasts. We hypothesized that intracellular Ang-II and associated nuclear AT1R and AT2R activation control fibroblast gene-expression patterns via discrete signalling systems and thereby play a key role in cardiac fibrosis. Atrial fibroblasts were found to express Ang-II, and nuclear AT1R and AT2R. The nuclear localisation of AT1R was increased in fibroblasts isolated from failing hearts whereas nuclear AT2R showed alterations in glycosylation. Heterotrimeric G protein subunits including Gαq/11, Gαi/3, and Gβ were observed in isolated fibroblast nuclei. AT1R and AT2R increased fibroblast transcription initiation via IP3R and NO signal transduction pathways, respectively. Photolysis of [Tyr(DMNB)4]Ang-II in cultured atrial fibroblasts induced an increase in nucleoplasmic Ca2+, proliferation, collagen synthesis and secretion that was not prevented by extracellular AT1R and/or AT2R blockers.

L'obésité est une maladie associée à de nombreuses complications comme le diabète de type 2, l'hypertension et le cancer. De nos jours, les modifications au mode de vie, tels l’alimentation et le niveau d’activité physique, ne sont pas suffisants pour combattre les effets délétères de l'obésité. La pharmacothérapie est un traitement alternatif bien que les effets bénéfiques soient temporaires et ne peuvent être maintenus à long terme. Le besoin pour un traitement bénéfique à long terme sans effet secondaire n'est pas comblé. Mieux connu pour son rôle dans la régulation de la pression artérielle, le système rénine-angiotensine favorise l'entreposage du gras. Le récepteur à la prorénine et à la rénine est une composante du système rénine-angiotensine. Ainsi, le récepteur qui amplifie l'activation de celui-ci pourrait avoir un rôle clé dans le gain de masse grasse. Le but de ce projet de thèse est d'évaluer le rôle du récepteur à la prorénine et à la rénine dans le développement de l'obésité et de ses complications chez la souris et ce, en utilisant une combinaison de diète riche en gras et en hydrates de carbone et du handle region peptide, un bloqueur du récepteur à la prorénine à la rénine. Après une période de 10 semaines, nous avons constaté que l'expression et la protéine du récepteur à la prorénine et à la rénine augmentent spécifiquement dans le tissu adipeux sous-cutané et viscéral des souris obèses. Lorsqu'administré en concomitance avec une diète riche en gras et en hydrates de carbone, le handle region peptide favorise chez la souris des diminutions des gains des masses corporelles et adipeuses viscérales. Une diminution de l'expression de l'enzyme catalysant la dernière étape de la lipogenèse pourrait être responsable de la réduction de gras viscéral. Chez les mêmes animaux, l'expression de plusieurs adipokines est également diminuée dans le tissu adipeux suggérant une réduction de la résistance à l'insuline, de l'inflammation et de l'infiltration des macrophages localement dans le gras sous-cutané et viscéral. L'augmentation de l'expression d’un marqueur de l'adipogenèse dans le tissu adipeux sous-cutané pourrait suggérer un plus grand nombre d'adipocytes. Cela pourrait tamponner l'excès d'acides gras libres circulants puisque nous avons constaté une diminution de ce paramètre chez les souris ayant une diète riche en gras et en hydrates de carbone et traitées avec le peptide. Nous avons émis l'hypothèse qu'un cycle futile pourrait être activé dans le gras sous-cutané car nous avons observé une augmentation de l'expression de plusieurs enzymes impliquées dans la lipogenèse et dans la lipolyse. Le ''brunissement'' du tissu adipeux est la présence de cellules similaires aux adipocytes bruns dans le tissu adipeux qui sont caractérisés par une grande densité mitochondriale et la thermogenèse. L'augmentation de l'expression des marqueurs de ''brunissement'' et de biogenèse de mitochondrie dans le gras sous-cutané suggère que le ''brunissement'' pourrait également être activé dans ce dépôt de gras. La sensibilité à l'insuline chez ces animaux pourrait être améliorée telle que suggérée en circulation par la diminution de l'insuline, par le glucose qui change peu, par l'augmentation du ratio glucose sur insuline ainsi que par un changement potentiel dans la corrélation entre le poids corporel de la souris et les niveaux d’adiponectine circulante. Nos travaux suggèrent que le handle region peptide pourrait augmenter la capacité du tissu adipeux sous-cutané à métaboliser les lipides circulants avec l'activation potentielle d'un cycle futile et le ''brunissement''. Cela préviendrait le dépôt ectopique de lipides vers les compartiments viscéraux comme le suggère la réduction de masse adipeuse viscérale chez les souris ayant une diète riche en gras et en hydrates de carbone et traitées avec le peptide. Utilisant un modèle de souris, cette étude démontre le potentiel pharmacologique du handle region peptide comme un nouveau traitement pour prévenir l'obésité. / Obesity is a disease associated with multiple complications such as type 2 diabetes, hypertension and cancer. Nowadays, lifestyle modifications, such as eating habits and physical activity, are simply not enough to counter the deleterious effects of obesity. Pharmacotherapy is used as an alternative treatment although beneficial effects are temporary and cannot be maintained in the long run. The current medical need for a treatment with long term beneficial outcomes devoid of side effects is unmet. Best known for its role in blood pressure regulation, the renin-angiotensin system has recently been attributed a role in favouring fat storage. The prorenin and renin receptor is a component of renin-angiotensin system that amplifies its activation. Thus, the prorenin and renin receptor might play a key role in gaining fat mass. The aim of this thesis is to investigate the role of the prorenin and renin receptor in the development of obesity and its complications in mice using a combination of high-fat and high carbohydrate diet and the handle region peptide, a blocker of the prorenin and renin receptor. After a period of 10 weeks, we have found that the prorenin and renin receptor is increased specifically in subcutaneous and visceral adipose tissue of obese mice. When administered simultaneously with a high-fat and high-carbohydrate diet, the handle region peptide reduced body weight gain in mice with similar decrease in visceral fat mass. Decreased expression of the enzyme catalyzing the last step of lipogenesis could be responsible for the reduction in visceral fat mass. In the same animals, the expressions of several adipokines were also decreased in adipose tissue suggesting reduced insulin resistance, inflammation and macrophage infiltration locally in subcutaneous and visceral fat. Increased expression of a marker of adipogenesis in subcutaneous adipose tissue could suggest higher adipocyte number. This would buffer excess circulating free fatty acid since we have noticed a reduction in the latter in mice on a high-fat and high-carbohydrate diet and treated with the peptide. We hypothesized that a futile cycle could be activated in subcutaneous fat because we have observed increased expression of several enzymes implicated in lipogenesis and lipolysis. « Beiging » is defined as the presence of brown-like adipocytes in adipose tissue which is characterized by high mitochondrial density and thermogenesis. Increased expression of markers for « beiging » and mitochondrial biogenesis in subcutaneous fat suggests that « beiging » could also be activated in this fat pad. Insulin sensitivity in these animals could be improved as suggested in the circulation by decreased insulin, similar glucose, increased glucose on insulin ratio as well as a possible change in the correlation between mouse body weight and circulating adiponectin levels. Our work suggests that the handle region peptide could increase the capacity of subcutaneous adipose tissue to metabolize circulating lipids with a potential activation of a futile cycle and « beiging ». This would prevent ectopic deposition of fat in visceral compartments as suggested by the reduction in visceral fat mass in mice on high-fat and high-carbohydrate diet and treated with the peptide. Using a mice model, this study demonstrates the pharmacological potential of the handle region peptide as a novel treatment to prevent obesity.

A vasodilatação promovida pela triiodotironina (T3) ocorre por sua ação direta sobre o relaxamento das células musculares lisas vasculares (CMLV), porém os mecanismos envolvidos são desconhecidos. Neste estudo mostramos que o T3 rapidamente relaxa as CMLV através da geração de óxido nítrico (NO), via óxido nítrico sintase neuronal e induzível (nNOS e iNOS), efeitos mediados pela sinalização PI3K/Akt. Ensaios funcionais em aortas sem endotélio, incubados com T3, mostraram menor resposta contrátil a Fenilefrina (FE), efeito este revertido pelo L-NAME, inibidor da NOS. Aortas de ratos hipertiroideos apresentaram aumento do receptor de Angiotensina II (AngII) do tipo 2 (AT2), acompanhado de diminuição de proteínas contráteis. In vitro o T3 diminui estas proteínas contráteis via AT2. Aortas sem endotélio dos ratos hipertiroideos apresentaram menor reatividade a AngII e maior relaxamento ao nitroprussiato de sódio (NPS), efeitos estes mediados via AT2. Por fim, observamos que o T3 é capaz de induzir produção de NO nas CMLV via PI3K/Akt, a qual é ativada pelo AT2 / 3,3\',5-triiodo-l-thyronine (T3) has been shown to induce vasodilation by its direct effect on vascular smooth muscle cells (VSMC). However, the mechanism by which T3 causes VSMC relaxation is still unknown. Here, we have shown that T3 causes rapid relaxation of VSMC via increased NO production from inducible and neuronal nitric oxide synthase (NOS). We further showed that these effects were mediated by PI3K/Akt signaling pathway. Vascular reactivity studies showed that endothelium-denuded aortas treated with T3 had a decreased response to phenylephrine which was reserved by L-NAME, NOS inhibitors. Aortas from hyperthyroid rats showed an upregulation of AT2 accompanied by decreased of contractile proteins. In vitro we observed that T3 decreases contractile proteins via AT2. Furthermore, endothelium-denuded aortas from hyperthyroid rats showed a decreased response to angiotensinII and augmented relaxation to sodium nitroprusside (SNP) via AT2 participation. Our data also suggests that PI3K/Akt signaling pathway is involved in T3-induced NO production in VSMC via AT2.

Para avaliar as repercussões da insuflação prolongada da cavidade peritoneal com gás carbônico sobre a hipertensão arterial essencial, utilizou-se ratos machos espontaneamente hipertensos (SHR) e como normotensos ratos machos Wistar-Kioto (WKY). No total foram utilizados 34 animais, sendo 22 SHRs e 12 WKYs, onde os ratos SHR foram distribuídos aleatoriamente aos grupos G1 e G3. O primeiro grupo (G1) com 12 animais SHRs e o segundo (G2) com 12 animais WKYs foram expostos a pneumoperitônio com dióxido de carbono por 120 minutos, enquanto que o terceiro grupo (G3) com 10 animais SHRs, passou por insuflação da cavidade peritoneal, seguida de punção com trocarte e esvaziamento do pneumoperitônio. Os animais deste grupo permaneceram anestesiados e com o abdome puncionado por 2 horas. Previamente a confecção do pneumoperitônio, a artéria e veia femorais direita foram dissecadas e canuladas. A artéria foi conectada ao transdutor de pressão para o registro contínuo da pressão arterial (PA), após a coleta inicial de 0,2 ml para dosagem da gasometria basal e 0,8 ml para as dosagens de uréia (U) e creatinina (Cr) basais. A veia femoral foi uttilizada para a expansão volêmica lenta com 10 ml de solução fisiológica após a coleta inicial de 1,0 ml de sangue arterial. Feito isto, procedeu-se a insuflação e punção abdominal mantendo ou não o pnemoperitônio, conforme o grupo. Foram feitas medidas da pressão arterial a cada 15 minutos e 5 minutos após o esvaziamento do abdome. Após a última aferição, foi colhido aproximandamente 3 ml de sangue arterial e 1 ml para a gasometria mais dosagem da U e Cr. A análise multivariada para medidas repetidas ao longo do tempo permitiu concluir que: nos cinco minutos após a desinsuflação, houve diferença estatística significante (p<0,0001) nas pressões arteriais sistólica, diastólica e média no G1 com uma curva ascendente em relação ao G2 e G3; O pH diminuiu (p<0,0001) de maneira similar nos três grupos de intervenção, enquanto a pCO2 aumentou (p<0,0001) de maneira similar nos três grupos de intervenção; não houve mudanças significativas na creatinina (p=0,3232); a uréia apresentou um efeito de momento com significância estatística (p<0,0001) e a atividade da renina plasmática foi significativamente maior no G2 em relação aos outros dois grupos / To assess the effects of prolonged peritoneal cavity insufflation with carbon dioxide on the essential hypertension, a experimental study was designed using male spontaneously hypertensive rats (SHR) and male normotensive Wistar-Kyoto (WKY). Thirty-four animals were used, 22 SHRs and 12 WKYs, where SHR rats were randomly assigned to groups G1 and G3. The first group (G1) with 12 animals SHRs and second group (G2) with 12 animals WKYs were exposed to pneumoperitoneum with carbon dioxide for 120 minutes, while the third group (G3) with 10 animals SHRs, had the peritoneal cavity insufflated, followed by puncture with trocarte and released the pneumoperitoneum. The animals of this group remained anesthetized and the abdomen punctured by 2 hours. Before making the pneumoperitoneum, right femoral artery and vein were dissected and cannulated. The artery was connected to the transducer pressure for the continuous recording of blood pressure (BP), after the initials blood samples: 0.2 ml for blood gases measurement and 0.8 ml for urea (U) and creatinine (Cr ). The femoral vein was used to volume expansion with 10 ml of saline solution after the initial sample of 1.0 ml arterial blood. Afterwards, a pnemoperitoneum insufflation and maintaining is done or not, depending on group. Blood pressure was recorded every 15 minutes and 5 minutes after pnemoperitoneum released. After last blood pressure record, a 3.0 ml blood sample was collected to measure plasma renin activity (PRA), and 1.0 ml for blood gases measurement, urea (U) and creatinine (Cr). The multivariate analysis for repeated measurements over time has concluded that: five minutes after pnemoperitoneum released, systolic, diastolic and mean blood pressure has significant statistic differences (p <0.0001) in G1 with an upward curve in relation to G2 and G3; The pH decreased (p <0.0001) in a similar way in the three groups of intervention, while pCO2 increased (p <0.0001) in a similar way in the three groups of intervention, with no significant changes in creatinine (p = 0.3232), but the urea had a moment effect with statistical significance (p <0.0001) and the plasma renin activity (PRA) was significantly higher in G2 compared with the other two groups

O desenvolvimento de hipertensão arterial (HAS) ocorre dez anos mais cedo em pacientes com doença renal policística autossômica dominante (DRPAD) comparados à população geral, estando presente em ~60% dos indivíduos afetados antes da perda de função renal. Déficit de concentração renal também se constitui em um achado precoce nesses pacientes. Atualmente se propõe que o sistema renina angiotensina desempenhe um papel central na HAS relacionada à DRPAD, enquanto diferentes explicações têm sido levantadas para justificar o defeito de concentração. Realizamos um cruzamento envolvendo um alelo floxed de Pkd1 com uma linhagem com expressão de nestina-Cre, de modo a gerar camundongos machos císticos viáveis (Pkd1cond/cond:Balcre, CI) com TFG preservada. Estes animais foram avaliados sistematicamente para uma série de parâmetros renais funcionais, morfológicos, celulares e moleculares. Análises paralelas foram conduzidas em camundongos haploinsuficientes para Pkd1 (Pkd1+/-, HT), os quais não desenvolvem cistos renais visíveis. Camundongos CI mostraram-se significantemente hipertensos na idade de 10-13 semanas, um fenótipo não observado em controles não císticos (Pkd1cond/cond, NC) e em animais haploinsuficientes para Pkd1. As frações de excreção de Na+ e K+ mostraram-se reduzidas e a concentração sérica de uréia discretamente elevada em camundongos CI, sugerindo reabsorção tubular de solutos aumentada. A expressão gênica de angiotensinogênio foi significantemente maior em rins CI que NC, enquanto análises imunoistoquímicas revelaram expressão da enzima conversora de angiotensina e do receptor AT1 em epitélio cístico renal. A excreção urinária de NO2 também se mostrou diminuída em camundongos CI, acompanhando-se de taxas aumentadas de proliferação celular e apoptose renais. A osmolalidade urinária máxima foi mais baixa em animais CI, um déficit não encontrado nos controles HT e NC. Interessantemente, uma tendência de níveis plasmáticos mais elevados de vasopressina foi observada em camundongos CI. Tomados em conjunto, esses resultados apoiam a hipótese de que a formação e o crescimento de cistos desempenham um papel importante no desenvolvimento de HAS na DRPAD e de que a ativação do sistema renina-angiotensina intrarrenal constitui-se em um mecanismo fundamental nesse processo. Nossos achados também sugerem fortemente que a expansão cística seja essencial para o desenvolvimento do déficit de concentração renal nessa doença, e são consistentes com a existência de áreas focais de compressão vascular e perfusão diminuída em rins com DRPAD. / Hypertension (SAH) develops ten years earlier in autosomal dominant polycystic kidney disease (ADPKD) patients compared with the general population, being present in ~60% of affected individuals before the loss of renal function. Renal concentrating deficit is also an early finding in these patients. It has been proposed that the renin-angiotensin system plays a central role in ADPKD-related SAH, while different explanations have been raised to justify the concentrating impairment. We bred a floxed allele of Pkd1 with a nestin Cre expressing line to generate viable, adult male cystic mice (Pkd1cond/cond:Balcre, CY) with preserved GFR. These animals were systematically evaluated for a series of renal functional, morphological, cellular and molecular parameters. Parallel analyses were carried out in Pkd1-haploinsuficient mice (Pkd1+/-, HT), which do not develop visible renal cysts. CY mice were significantly hypertensive by 10-13 weeks of age, a phenotype not seen in non-cystic controls (Pkd1cond/cond, NC) and Pkd1-haploinsufficient animals. The fractional excretion of Na+ and K+ were reduced and SUN slightly elevated in the CY mice, suggesting increased tubular solute reabsorption. Angiotensinogen gene expression was significantly higher in CY than NC kidneys, whereas immunohistochemical analyses revealed angiotensin-converting enzyme and AT1 receptor expression in renal cyst epithelia. Urine excretion of NO2 was also diminished in CY mice, along with increased rates of renal cell proliferation and apoptosis. Maximum urine osmolality was decreased in CY animals, a deficit not found in HT and NC controls. Interestingly, a trend toward increased serum vasopressin levels was observed in the CY mice. Taken together these results support the hypothesis that cyst formation and growth play an important role in the development of SAH in ADPKD and that activation of the intrarenal reninangiotensin system is a fundamental mechanism in this process. Our findings also strongly suggest that renal cyst expansion is essential for the development of renal concentrating deficit in this disease, and are consistent with the existence of focal areas of vascular compression and reduced perfusion in ADPKD kidneys.

Introdução: A exposição à poluição atmosférica durante a gestação provoca alterações nas características da placenta e pode resultar em restrição de crescimento intrauterino. Sabe-se que o transforming growth factor beta 1 (TGFbeta1), o sistema renina-angiotensina uteroplacentário (SRA) e os fatores angiogênicos, tais como vascular endothelial growth factor A (VEGF-A) participam do processo de placentação e regulação do fluxo sanguíneo uteroplacentário. Assim, o objetivo do presente estudo foi investigar o efeito da exposição à poluição do ar sobre a morfologia, função e SRA placentários. Métodos: Ratas Wistar fêmeas foram expostas ao ar filtrado (F) ou ao material particulado 2.5um (P) durante 15 dias. Depois o cruzamento, as ratas foram divididas em 4 grupos e novamente expostas a F ou P (FF, FP, PF, PP). No 19º dia de gestação, as porções maternas e fetais das placentas foram coletadas. Estrutura da placenta, TGFbeta1, VEGF-A e seus receptores e os componentes do SRA foram avaliados. Resultados: A exposição ao material particulado diminuiu massa, tamanho e área de superfície placentária, um indicativo da interação materno-fetal. As concentrações placentárias de TGF beta1, VEGF-A e Flk-1 e os componentes do SRA foram alterados e isso pode indicar um prejuízo na invasão do trofoblasto, angiogênese placentária e troca de nutrientes e gases entre mãe e fetos. Discussão: Os resultados indicam que a exposição a partículas compromete a interação materno-fetal e pode refletir sobre a nutrição e crescimento fetal / Introduction: Exposure to air pollution during pregnancy causes alterations in placental characteristics and may result in intrauterine growth restriction. It was suggested that transforming growth factor beta 1 (TGFbeta1), the uteroplacental renin-angiotensin system (RAS) and angiogenic factors, such as vascular endothelial growth factor A (VEGF-A) participates of the placentation process and regulation of the uteroplacental blood flow. Thus, the aim of the present study was to investigate the effect of exposure to air pollution on the placental morphology, function and placental RAS. Methods: Female Wistar rats were exposed to filtrated air (F) or to concentrated particulate matter 2.5um (P) for 15 days. After mating, rats were divided in 4 groups and again exposed to F or P (FF, FP, PF, PP). At 19th day of pregnancy, maternal and fetal portions of placenta were collected. Placental structure, TGFbeta1, VEGF-A and its receptors and RAS components were evaluated. Results: Exposure to particulate matter decreased placental mass, size and surface area, an indicative of maternal-fetal interaction. Placental TGFbeta1, RAS components and VEGF-A and receptors Flk-1 concentrations were altered and this may indicate a prejudice in the trophoblast invasion, placental angiogenesis and maternal-fetal nutrients and gases exchange. Discussion: These findings indicate that exposure to particulate matter compromises the maternal-fetal interaction and may reflect on fetal nutrition and growth