As doenças cardíacas são a principal causa de morte em todo o mundo. Os hormônios tireoidianos desempenham um papel chave no metabolismo miocárdico e na fisiologia do sistema cardiovascular. A doença cardíaca aguda ou crônica promove uma queda sistêmica da concentração dos hormônios tireoidianos que se associa a um prognóstico pior da doença e aumento da sua mortalidade. Essa redução dos hormônios tireoidianos pode ocorrer na presença de função normal da tireóide, entidade clínica conhecida por síndrome da doença não-tireoidiana ou síndrome do enfermo eutireoideo (SEE). A participação do músculo cardíaco na patogênese da SEE é desconhecida. O entendimento do papel do músculo cardíaco na SEE é essencial para o tratamento das doenças cardíacas. Este estudo se propõe a avaliar a variação dos hormônios tireoidianos promovida pelo metabolismo cardíaco nos pacientes submetidos a cirurgias cardíacas com diferentes graus de isquemia miocárdica aguda, bem como estudar os principais mecanismos envolvidos nessa variação. Para avaliar a variação sistêmica de hormônios tireoideanos induzida pela cirurgia cardíaca com e sem circulação extracorpórea (CEC), 35 pacientes com estenose aórtica grave e doença coronariana submetidos à cirurgia com CEC e 12 pacientes submetidos à cirurgia de revascularização miocárdica sem CEC tiveram as concentrações sistêmicas dos hormônios tireoidianos dosadas no início do procedimento cirúrgico, imediatamente antes do clampeamento da aorta, 3 minutos após o desclampeamento da aorta, 6 e 24h após o procedimento. Além disso, a avaliação da participação isolada do coração foi feita pela dosagem dos hormônios tireoidianos na raiz da aorta e no seio coronário antes e após a isquemia miocárdica aguda induzida pelo clampeamento da aorta. Foram ainda quantificadas, em amostras do tecido miocárdico colhidas após a CEC, a expressão do gene das desiodades, enzimas responsáveis pela conversão dos hormônios tireoidianos nos tecidos periféricos. Essas medidas sanguíneas foram comparadas, bem como a expressão das desiodases presentes no músculo cardíaco, relacionando a sua expressão à variação transcardíaca dos hormônios tireoidianos. O estudo demonstrou uma queda significativa de 37,6% da concentração periférica de T3 associada a uma elevação de 261,6% do rT3 e manutenção das concentrações séricas de T4 livre ao longo do acompanhamento perioperatório nos três grupos. Os resultados não mostraram diferença da variação periférica dos hormônios tireoidianos entre os grupos. Nas amostras centrais, observou-se uma redução transcardíaca de 4,6% de T3 com incremento de 6,9% do rT3, sem alterações do T4 total no grupo estenose aórtica antes do início da CEC. Esse comportamento, no entanto, não foi visto nos pacientes com doença arterial coronariana antes da CEC. Após cerca de 3 minutos de reperfusão miocárdica depois do término da CEC, as variações de concentração de T3 e de rT3 entre a aorta e o seio coronário se perderam. A análise do mRNA do tecido miocárdico indicou expressão significativa da desiodase tipo III com ausência de expressão da desiodase tipo II nos três grupos, sem diferença significativa entre elas. Dessa forma, pode-se concluir que as cirurgias cardíacas com CEC ou sem CEC estão associadas ao desenvolvimento da SEE e que a intensidade desse distúrbio metabólico é similar nos três tipos de procedimento, independente da CEC. Em relação à contribuição do coração para este fenômeno, a expressão das enzimas relacionadas à síndrome no tecido cardíaco foi observada em todos os grupos estudados, mas somente o grupo estenose aórtica demonstrou variação hormonal transcardíaca pré-CEC, com a isquemia miocárdica possivelmente neutralizando esse efeito após a CEC. É possível que a isquemia crônica provavelmente devido à hipertrofia miocárdica, e não a isquemia aguda causada pela CEC, tenha uma capacidade de modificar as concentrações dos hormônios tireoidianos / Heart diseases are the main cause of death over the world and thyroid hormones are key elements in myocardial metabolism and cardiovascular physiology. In heart disease patients, low thyroid hormone levels lead to a worse prognosis and increase in the mortality, even with regular thyroid function, in a condition known as Euthyroid Sick Syndrome (ESS). There is no evidence that myocardial tissue is involved in ESS pathophysiology. The better understanding of heart role might be important to optimal treatment of heart disease. The current study aims to evaluate thyroid hormones variation induced by myocardial metabolism in patients submitted to several acute myocardial ischemic intensities and study the main mechanisms associated to this condition. To reach this objective, 35 stable severe aortic stenosis coronary artery disease submitted to in-pump cardiac surgery and 12 patients submitted to off-pump myocardial revascularization surgery were analyzed at the procedure beginning, before aortic clamping, 3 minutes after aortic cross-clamp release, six and 24h after procedure by measuring thyroid hormones concentration in systemic circulation. Therefore, cardiac metabolism was evaluated alone by the thyroid hormones concentration measurement in aortic root and coronary sinus just before and after myocardial ischemia induced by aortic clamping, as well the gene expression of thyroid hormones metabolism related enzyme in myocardial tissue samples. There was a significant 37.6% reduction in T3 systemic concentration, a 261.6% elevation in rT3 and no variation in free T4 systemic values during the observation time in three groups. However, there were no statistically differences among the groups. Central analysis showed a 4.6% significant reduction in T3 and 6.9% increase in rT3 in coronary sinus, compared to aortic root, in aortic stenosis group before cardiopulmonary bypass. The same behavior was not observed in coronary artery disease before aortic cross clamping. After cardiopulmonary bypass, no differences were seen in any group. However, Deiodinase Type III, which is responsible for the T3 concentration decrease, gene RNA-m expression was detected in all myocardial tissue biopsies, and the Deiodinase Type II, which produces T3 from T4, was absent in myocardial tissue during the heart surgery. In conclusion, in- or off-pump heart surgeries are associated to similar systemic ESS intensities and to ESS-enzyme related gene expressions in myocardial tissue. However, myocardial metabolism in aortic stenosis patients is able to change thyroid hormones concentrations, probably due to myocardial hypertrophy and chronic ischemia assault, which were no observed in coronary disease patients

As doenças cardíacas são a principal causa de morte em todo o mundo. Os hormônios tireoidianos desempenham um papel chave no metabolismo miocárdico e na fisiologia do sistema cardiovascular. A doença cardíaca aguda ou crônica promove uma queda sistêmica da concentração dos hormônios tireoidianos que se associa a um prognóstico pior da doença e aumento da sua mortalidade. Essa redução dos hormônios tireoidianos pode ocorrer na presença de função normal da tireóide, entidade clínica conhecida por síndrome da doença não-tireoidiana ou síndrome do enfermo eutireoideo (SEE). A participação do músculo cardíaco na patogênese da SEE é desconhecida. O entendimento do papel do músculo cardíaco na SEE é essencial para o tratamento das doenças cardíacas. Este estudo se propõe a avaliar a variação dos hormônios tireoidianos promovida pelo metabolismo cardíaco nos pacientes submetidos a cirurgias cardíacas com diferentes graus de isquemia miocárdica aguda, bem como estudar os principais mecanismos envolvidos nessa variação. Para avaliar a variação sistêmica de hormônios tireoideanos induzida pela cirurgia cardíaca com e sem circulação extracorpórea (CEC), 35 pacientes com estenose aórtica grave e doença coronariana submetidos à cirurgia com CEC e 12 pacientes submetidos à cirurgia de revascularização miocárdica sem CEC tiveram as concentrações sistêmicas dos hormônios tireoidianos dosadas no início do procedimento cirúrgico, imediatamente antes do clampeamento da aorta, 3 minutos após o desclampeamento da aorta, 6 e 24h após o procedimento. Além disso, a avaliação da participação isolada do coração foi feita pela dosagem dos hormônios tireoidianos na raiz da aorta e no seio coronário antes e após a isquemia miocárdica aguda induzida pelo clampeamento da aorta. Foram ainda quantificadas, em amostras do tecido miocárdico colhidas após a CEC, a expressão do gene das desiodades, enzimas responsáveis pela conversão dos hormônios tireoidianos nos tecidos periféricos. Essas medidas sanguíneas foram comparadas, bem como a expressão das desiodases presentes no músculo cardíaco, relacionando a sua expressão à variação transcardíaca dos hormônios tireoidianos. O estudo demonstrou uma queda significativa de 37,6% da concentração periférica de T3 associada a uma elevação de 261,6% do rT3 e manutenção das concentrações séricas de T4 livre ao longo do acompanhamento perioperatório nos três grupos. Os resultados não mostraram diferença da variação periférica dos hormônios tireoidianos entre os grupos. Nas amostras centrais, observou-se uma redução transcardíaca de 4,6% de T3 com incremento de 6,9% do rT3, sem alterações do T4 total no grupo estenose aórtica antes do início da CEC. Esse comportamento, no entanto, não foi visto nos pacientes com doença arterial coronariana antes da CEC. Após cerca de 3 minutos de reperfusão miocárdica depois do término da CEC, as variações de concentração de T3 e de rT3 entre a aorta e o seio coronário se perderam. A análise do mRNA do tecido miocárdico indicou expressão significativa da desiodase tipo III com ausência de expressão da desiodase tipo II nos três grupos, sem diferença significativa entre elas. Dessa forma, pode-se concluir que as cirurgias cardíacas com CEC ou sem CEC estão associadas ao desenvolvimento da SEE e que a intensidade desse distúrbio metabólico é similar nos três tipos de procedimento, independente da CEC. Em relação à contribuição do coração para este fenômeno, a expressão das enzimas relacionadas à síndrome no tecido cardíaco foi observada em todos os grupos estudados, mas somente o grupo estenose aórtica demonstrou variação hormonal transcardíaca pré-CEC, com a isquemia miocárdica possivelmente neutralizando esse efeito após a CEC. É possível que a isquemia crônica provavelmente devido à hipertrofia miocárdica, e não a isquemia aguda causada pela CEC, tenha uma capacidade de modificar as concentrações dos hormônios tireoidianos / Heart diseases are the main cause of death over the world and thyroid hormones are key elements in myocardial metabolism and cardiovascular physiology. In heart disease patients, low thyroid hormone levels lead to a worse prognosis and increase in the mortality, even with regular thyroid function, in a condition known as Euthyroid Sick Syndrome (ESS). There is no evidence that myocardial tissue is involved in ESS pathophysiology. The better understanding of heart role might be important to optimal treatment of heart disease. The current study aims to evaluate thyroid hormones variation induced by myocardial metabolism in patients submitted to several acute myocardial ischemic intensities and study the main mechanisms associated to this condition. To reach this objective, 35 stable severe aortic stenosis coronary artery disease submitted to in-pump cardiac surgery and 12 patients submitted to off-pump myocardial revascularization surgery were analyzed at the procedure beginning, before aortic clamping, 3 minutes after aortic cross-clamp release, six and 24h after procedure by measuring thyroid hormones concentration in systemic circulation. Therefore, cardiac metabolism was evaluated alone by the thyroid hormones concentration measurement in aortic root and coronary sinus just before and after myocardial ischemia induced by aortic clamping, as well the gene expression of thyroid hormones metabolism related enzyme in myocardial tissue samples. There was a significant 37.6% reduction in T3 systemic concentration, a 261.6% elevation in rT3 and no variation in free T4 systemic values during the observation time in three groups. However, there were no statistically differences among the groups. Central analysis showed a 4.6% significant reduction in T3 and 6.9% increase in rT3 in coronary sinus, compared to aortic root, in aortic stenosis group before cardiopulmonary bypass. The same behavior was not observed in coronary artery disease before aortic cross clamping. After cardiopulmonary bypass, no differences were seen in any group. However, Deiodinase Type III, which is responsible for the T3 concentration decrease, gene RNA-m expression was detected in all myocardial tissue biopsies, and the Deiodinase Type II, which produces T3 from T4, was absent in myocardial tissue during the heart surgery. In conclusion, in- or off-pump heart surgeries are associated to similar systemic ESS intensities and to ESS-enzyme related gene expressions in myocardial tissue. However, myocardial metabolism in aortic stenosis patients is able to change thyroid hormones concentrations, probably due to myocardial hypertrophy and chronic ischemia assault, which were no observed in coronary disease patients

L'épithélium intestinal est un tissu en constant renouvellement, grâce à des cellules souches somatiques présentes dans les cryptes intestinales. Le renouvellement perpétuel et l’homéostasie de ce tissu sont assurés par plusieurs réseaux de signalisation. Il est maintenant admis que la dérégulation de ces mêmes voies est impliquée dans le processus d’initiation et/ou de progression tumorale. Mon laboratoire a décrit l'implication des hormones thyroïdiennes (HT) et de leur récepteur nucléaire TRα1 dans le contrôle de l'homéostasie intestinale, via la régulation de la voie Wnt, jouant un rôle clé dans la physiopathologie de ce tissu. Plus précisément, TRα1 active l’expression et la stabilisation de β-caténine via un mécanisme impliquant le facteur sFRP2. Au cours de ma thèse, j’ai participé, d’une part à l’étude de souris transgéniques surexprimant TRα1 dans l’épithélium intestinal et à l’analyse des mécanismes moléculaires de la régulation croisée entre TRα1 et la voie Wnt canonique dans l’induction des tumeurs intestinales. Nous avons donc démontré un rôle oncogénique de TRα1 dans l’épithélium intestinal. De plus, le mécanisme moléculaire et fonctionnel implique les deux effecteurs de la voie canonique, β-caténine et TCF4. D’autre part, j’ai analysé la fonction de sFRP2 dans la physiopathologie intestinale, et son action sur la voie Wnt. D’une manière intéressante, l’étude de la fonction de sFRP2 nous a permis de révéler son rôle original dans la différenciation des cytotypes épithéliaux. De plus, nous avons montré que sFRP2 est un modulateur positif des voies Wnt canonique et non canonique (JNK). Par ailleurs, l’absence d’expression de sFRP2 a pour conséquence d’augmenter l’apoptose dans les cryptes intestinales et ainsi diminuer le nombre de tumeurs chez des animaux double mutants sFRP2-/-/Apc+/1638N comparé aux simple mutants Apc+/1638N. Ces résultats fournissent des éléments originaux et importants sur les relations fonctionnelles entre les voies des HT et Wnt. / The intestinal epithelium is a tissue constantly renewing through somatic stem cells located within the crypts. Several signalling pathways control this process and the homeostasis in this tissue. It is now recognized that the deregulation of these pathways is involved in the process of initiation and/or progression of intestinal tumors. My laboratory has described the involvement of thyroid hormones (TH) and their nuclear receptor TRα1 in the control of the intestinal homeostasis via the regulation of Wnt pathway, which plays a key role in the intestinal physiopathology. Specifically, TRα1 directly activates the expression of β-catenin and controls its stabilization through a mechanism involving sFRP2 (secreted frizzled-related protein 2). During my thesis, I participated to the characterization of transgenic mice overexpressing TRα1 in the intestinal epithelium. Moreover, I have been involved in the study of the molecular mechanisms of the cross-regulation between TRα1 and the canonical Wnt in the induction of intestinal tumors. We have therefore demonstrated an oncogenic role of TRα1 in the intestinal epithelium. In addition, the molecular and functional mechanisms involve both effectors of the canonical pathway, β-catenin and TCF4. On the other hand, I carried out the study of sFRP2 function in the intestinal physiopathology, and its action on the Wnt pathway. My data strongly suggest that sFRP2 plays an essential role in the differentiation of epithelial cytotypes. In addition, we showed that sFRP2 is a positive modulator of the canonical and non-canonical (JNK) Wnt. For instance, the absence of sFRP2 expression increases the apoptosis in the intestinal crypts and thus reduces the number of tumors in the double mutant sFRP2-/-/Apc+/1638N compared to simple mutant Apc+/1638N. These results provided original and important data of the functional relationships between TH and Wnt pathways.

In animals, some of the most critical regulators of gene expression are nuclear hormone receptors (NRs) and their coregulators, specifically the Mediator complex. Of particular interest are the NRs implicated in metabolic and developmental regulation and in carcinogenesis: thyroid hormone receptors (TRs) and retinoid X receptors (RXRs). In this work, I venture to elucidate some aspects of gene expression regulation by these NRs: the degree of evolutionary conservation of signalling based on NRs and their coregulators; the mechanisms of negative regulation by NRs; and possible implications of these findings for clinical medicine. State-of-the-art bioinformatical, genome editing and microscopic techniques are applied at three levels of animal evolution to study NRs and Mediator. Reverse genomics in human patients suffering from the syndrome of resistance to thyroid hormones β are used to infer the structure and function of TRβ subdomains. Alignments, binding studies and in vivo experiments in Trichoplax adhaerens allow identification of a close orthologue of human RXR at the basis of metazoan evolution. Employing database queries, genome editing and microscopy, we describe a correct orthologue of the Mediator subunit 28 in Caenorhabditis elegans, indicating a complete homology of the Mediator complex...