Bioactivation of organohalogen xenobiotics produces reactive intermediates which alkylate macromolecules. The activation of carbon tetrachloride, trichloroethylene, and methylene chloride was studied in isolated rat hepatocytes by examining alkylation of lipid, protein, RNA, and DNA. All organohalogens alkylated lipid and protein. Carbon tetrachloride and trichloroethylene, but not methylene chloride, alkylated RNA and DNA. Methylene chloride was more highly activated in an oxygen containing atmosphere by hepatocytes, consistent with a proposed formation of formyl chloride as its reactive intermediate. Trichloroethylene was also shown to be more highly activated in an oxygen containing atmosphere, consistent with a proposed trichloroethylene epoxide reactive intermediate. Carbon tetrachloride was shown to be more highly activated in an oxygen-free atmosphere, consistent with a proposed trichloromethyl free radical reactive intermediate. Hepatocytes from rats pretreated with phenobarbital to induce cytochrome P-450 mixed function oxidase activated carbon tetrachloride and trichloroethylene to alkylating intermediates greater than did hepatocytes from non-induced rats. The interaction of carbon tetrachloride metabolites with fatty acids was studied in a chemical activation model system. The thermal decomposition of benzoyl peroxide produced free radicals which activated carbon tetrachloride. The resulting trichloromethyl free radicals abstracted a hydrogen from methyl stearate resulting in chloroform and fatty acid free radicals. Using chemical ionization mass spectrometry, it was discovered that the fatty acid free radical abstracted a chlorine from carbon tetrachloride resulting in chlorinated fatty acid esters. When methyl oleate was used as a substrate in the benzoyl peroxide model system, it was discovered that the trichloromethyl free radical binds covalently, resulting in a fatty acid adduct radical. This radical then abstracted a chlorine to produce chloro, trichloromethyl stearic acid methyl ester, identified by chemical ionization mass spectrometry. Carbon tetrachloride radiolabeled with ¹⁴C or ³⁶Cl in dual label binding experiments in the benzoyl peroxide model system confirmed the mass spectral data. Methyl stearate bound ³⁶Cl- and ¹⁴C-carbon tetrachloride in the ratio of approximately 10 to 1, whereas methyl oleate bound in the ratio of approximately 3.5 to 1. The existence of fatty acid radicals due to hydrogen abstraction or covalent binding by trichloromethyl free radicals was demonstrated in microsomal preparations. In the presence of tritiated water and ¹⁴C-carbon tetrachloride, dual-label analysis demonstrated that the tritium incorporation into microsomal lipids approximately equalled the sum of carbon tetrachloride metabolites bound covalently to microsomal lipids and chloroform production.

Graduation date: 1992

Leung Hau Yi. / Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 2006. / Includes bibliographical references (leaves 116-131). / Abstracts in English and Chinese. / Thesis Committee --- p.in / Acknowledgement --- p.II / Abstract --- p.III / 摘要 --- p.V / Table of Contents --- p.VII / List of Figures --- p.X / List of Tables --- p.XIII / Appendix Abbreviations --- p.XIV / Chapter Chapter 1 --- Introduction --- p.1 / Chapter 1.1 --- Breast Cancer --- p.1 / Chapter 1.2 --- Development of Breast Cancer --- p.2 / Chapter 1.3 --- Risk Factors of Breast Cancer --- p.3 / Chapter 1.3.1 --- Age --- p.3 / Chapter 1.3.2 --- Genetic Factors --- p.4 / Chapter 1.3.3 --- Hormonal Factors --- p.5 / Chapter 1.3.4 --- Lifestyles --- p.6 / Chapter 1.4 --- Drug Metabolism --- p.6 / Chapter 1.5 --- UGT1A1 --- p.7 / Chapter 1.5.1 --- UDP-glucuronosyltransferase --- p.7 / Chapter 1.5.2 --- UGT1A1 --- p.9 / Chapter 1.6 --- Cytochrome P450 I Enzyme Family --- p.10 / Chapter 1.6.1 --- CYP450 subfamily --- p.10 / Chapter 1.6.2 --- CYP1A1 --- p.11 / Chapter 1.6.3 --- CYP1B1 --- p.12 / Chapter 1.7 --- Reasons why UGT1A1 is being studied --- p.13 / Chapter 1.8 --- Outline of this Study --- p.14 / Chapter 1.8.1 --- Effects of Over-expressing UDP-Glucuronpsyltransferase and Cytochrome P450 1A1 Against Xenobiotic Assault in Breast Cancer Cells --- p.14 / Chapter 1.8.2 --- Effects of Genistein and Resveratrol on Phase I and II Enzymes in a Non-cancerous Breast Cell Line --- p.15 / Chapter 1.8.3 --- Effects of UGT1A1 on Cancer Drug Treatment --- p.15 / Chapter Chapter 2 --- Materials and Methods --- p.16 / Chapter 2.1 --- Chemicals --- p.16 / Chapter 2.2 --- Cell Culture --- p.16 / Chapter 2.2.1 --- Maintenance --- p.16 / Chapter 2.2.2 --- Preparation of Cell Stock --- p.17 / Chapter 2.2.3 --- Cell Recovery from Liquid Nitrogen Stock --- p.17 / Chapter 2.3 --- Cloning and Transfection --- p.18 / Chapter 2.3.1 --- Isolation of RNA from cells and cDNA synthesis --- p.18 / Chapter 2.3.2 --- Amplification of UGTlAl --- p.20 / Chapter 2.3.3 --- Separation and Purification of DNA from Agarose Gel --- p.21 / Chapter 2.3.4 --- Restriction Digestion --- p.22 / Chapter 2.3.5 --- Ligation of DNA Fragment and Vector --- p.22 / Chapter 2.3.6 --- Transformation of DH5a --- p.23 / Chapter 2.3.7 --- Small Scale Plasmid Purification (Miniprep) --- p.24 / Chapter 2.3.8 --- Large Scale Plasmid Purification (Maxiprep) --- p.25 / Chapter 2.3.9 --- Stable Transfection into MCF-7 cells with LipofectAMINE PLUS reagent --- p.26 / Chapter 2.4 --- Analytical Procedures --- p.27 / Chapter 2.4.1 --- Western Blot Analysis --- p.27 / Chapter 2.4.2 --- Measurement of cell proliferation (MTT assay) --- p.28 / Chapter 2.4.3 --- Measurement of DMBA-DNA Adduct Formation --- p.28 / Chapter 2.4.4 --- Comet Assay --- p.29 / Chapter 2.4.5 --- Relative Quantitative Real Time PCR --- p.30 / Chapter 2.4.5.1 --- Real Time PCR Using TaqMan Probe --- p.30 / Chapter 2.4.5.2 --- Statistical Analysis of 2-ΔΔCT Comparative Gene Expression --- p.31 / Chapter 2.4.6 --- Flow Cytometry --- p.31 / Chapter 2.4.7 --- EROD Activity in Intact Cells --- p.31 / Chapter 2.4.8 --- High Performance Liquid Chromatography --- p.32 / Chapter 2.5 --- Statistical Analysis --- p.34 / Chapter Chapter 3 --- Effects of Over-Expressing UDP-GIucuronosyltransferase and Cytochrome P450 1A1 Against Xenobiotic Assault in Breast Cancer Cells --- p.35 / Chapter 3.1 --- Introduction --- p.35 / Chapter 3.2 --- Results --- p.38 / Chapter 3.2.1 --- Effectiveness of Transfection --- p.38 / Chapter 3.2.2 --- Cell Proliferation Experiments --- p.41 / Chapter 3.2.3 --- Regulation of Estrogen Receptor (ER) Expression --- p.43 / Chapter 3.2.4 --- Formation of DMBA-DNA adduct formation --- p.45 / Chapter 3.2.5 --- Single Cell Gel Electrophoresis (Comet Assay) of DMBA-induced DNA Damage in MCF-7UGT1A1 cells --- p.46 / Chapter 3.2.6 --- HPLC for Estradiol-glucuronidation Analysis --- p.49 / Chapter 3.2.7 --- Single Cell Gel Electrophoresis (Comet Assay) of DMBA or E2-induced DNA Damage in MCF-7cyp1A1 cells --- p.51 / Chapter 3.3 --- Discussion --- p.56 / Chapter Chapter 4 --- Effects of Genistein and Resveratrol on Phase I and II Enzymes in a Non-Cancerous Breast Cell Line --- p.61 / Chapter 4.1 --- Introduction --- p.61 / Chapter 4.2 --- Results --- p.66 / Chapter 4.2.1 --- "Genistein and Resveratrol Reduced DMBA-induced UGT1A1, CYP1A1 and CYP1B1 Expression" --- p.66 / Chapter 4.2.2 --- Genistein and Resveratrol Reduced the Formation of DMBA-DNA Adduct in MCF-10A Cells --- p.73 / Chapter 4.2.3 --- Genistein and Resveratrol Reduced the Single Strand DNA Damage Generated by DMBA in MCF-10A Cells --- p.76 / Chapter 4.2.4 --- Genistein and Resveratrol Reduced DMBA-induced EROD Activities --- p.81 / Chapter 4.3 --- Discussion --- p.84 / Chapter Chapter 5 --- Effects of Ugtlal on Cancer Drug Treatment --- p.89 / Chapter 5.1 --- Introduction --- p.89 / Chapter 5.2 --- Results --- p.93 / Chapter 5.2.1 --- Cell Proliferation Experiment --- p.93 / Chapter 5.2.2 --- "Expression of Bcl-2 and Bax proteins in Paclitaxel- or VCR-treated MCF-7, MCF-7control and MCF-7UGt1A1 cells" --- p.98 / Chapter 5.2.3 --- Flow Cytometric Analysis of Cell Cycle Phase Distributionin Paclitaxel- or VCR-treated MCF-7 cells --- p.103 / Chapter 5.3 --- Discussion --- p.110 / Chapter Chapter 6 --- Summary --- p.114 / Bibliography --- p.116

Drug metabolism is a specialised subset of xenobiotic metabolism, pertaining to the breakdown and elimination of pharmaceutical drugs. The enzymes involved in these pathways are the cytochrome P450 family of isozymes. Metabolism is an important factor in determining the pharmacological effects of drugs. The main aim of this study was to develop a system whereby the major metabolites of drugs can be produced in vitro. An in vitro system was developed and optimised using commercially prepared microsomes from rat liver and coumarin (by monitoring its conversion to 7-hydroxycoumarin) as a model. The optimum running conditions for the incubations were 50 μM coumarin, 50 μg protein/ml microsomes, 1 mM NADP⁺, 5 mM G6P and 1U/ml G6PDH incubated for 30 minutes at 38℃. The HPLC method for the detection of coumarin and 7-hydroxycoumarin was also validated with respect to linearity, reproducibility, precision, accuracy and lower limits of detection and quantification. The system developed was then tested using microsomes prepared from fresh bovine liver on these ten drugs of interest in doping control in horse racing: diazepam, nordiazepam, oxazepam, promazine, acepromazine, chlorpromazine, morphine, codeine, etoricoxib and lumiracoxib. The bovine liver microsomes were prepared using differential centrifugation and had activity on a par with the commercial preparations. This in vitro system metabolised the drugs and produced both phase I and II metabolites, similar to those observed in humans and horses in vivo. For example, the major metabolites of the benzodiazepine drug, diazepam, nordiazepam, temazepam and oxazepam as well as the glucuronidated phase II products were all found after incubations with the bovine liver microsomes. The metabolism of the drugs was also investigated in silico using the computational procedure, MetaSite. MetaSite was able to successfully predict known metabolites for most of the drugs studied. Differences were observed from the in vitro incubations and this is most likely due to MetaSite using only human cytochrome P450s for analysis.

Il est connu qu’une consommation modérée de vin rouge protégerait contre de nombreuses pathologies, du fait notamment de ses polyphénols. Nous avons étudié en particulier l’effet de ces polyphénols sur le cancer colorectal, l’un des cancers les plus fréquents dans les pays industrialisés. Certains polyphénols purifiés de vin rouge, comme le resvératrol et la quercétine, montrent des effets antiprolifératifs contre les cellules de cancer colorectal.Notre première approche a consisté à utiliser des extraits polyphénoliques de vins rouges de Bourgogne. Nous avons alors étudié d’une part, leurs effets in vitro sur la prolifération cellulaire de lignées tumorales colorectales humaines SW480 et les interactions entre ces polyphénols et le transport et le métabolisme du resvératrol ; et d’autre part, les effets in vivo chez la souris CF-1 d’une consommation régulière de ces polyphénols dans l’alimentation sur la survenue de lésions pré-néoplasiques chimio-induites par l’azoxyméthane au niveau du colon.Notre deuxième approche s’est orientée vers les modifications de la structure chimique du resvératrol. Par l’ajout de groupements méthoxyles et hydroxyles, et par l’isomérisation de sa structure (cis ou trans), nous avons cherché à dégager des relations structures-fonctions du resvératrol et à créer des dérivés plus bioactifs.Nous montrons que les polyphénols du vin rouge inhibent la prolifération de cellules cancéreuses coliques, en bloquant le cycle cellulaire. Certains polyphénols du vin tel que la quercétine sont capables d’augmenter la capacité des cellules SW480 à accumuler le resvératrol. [Nous montrons que] chez les souris, la prise régulière de polyphénols de vin rouge dans l’alimentation diminue le nombre global de lésions pré-néoplasiques, et surtout les lésions de grande taille dont dérivent les polypes intestinaux. Les modifications chimiques de la structure du resvératrol montrent que les analogues méthoxylés du cis-resvératrol sont de puissants antiprolifératifs par blocage de la mitose, alors que le mécanisme d’action des dérivés du trans-resvératrol bloque le cycle cellulaire au niveau de la phase S.Ce travail supporte l’idée que le recours aux polyphénols du vin dans la prévention des adénocarcinomes coliques est possible et que ce champs de recherche est une voie prometteuse. Concernant des visées thérapeutiques, la recherche d’analogues du resvératrol présentant une biodisponibilité accrue est une piste à poursuivre / It is known that moderate consumption of red wine may protect against many diseases, in particular because of its polyphenols. We studied in particular the effect of these polyphenols on colorectal cancer, one of the most common cancers in industrialized countries. Some purified polyphenols from red wine, like resveratrol and quercetin, showed antiproliferative effects against colorectal cancer cells.Our first approach was to use polyphenolic extracts from Burgundy red wine. We then studied their in vitro effects on human colorectal tumor cell lines SW480’s proliferation and the interactions between the polyphenols and the transport and metabolism of resveratrol; and secondly, the effects on CF-1 mice of regular consumption of these polyphenols in the diet on the occurrence of chemically induced pre-neoplastic lesions by azoxymethane in the colon.Our second approach was directed towards changes in the chemical structure of resveratrol. By the addition of hydroxyl and methoxyl groups, and the isomerization of its structure (cis or trans), we wanted to identify structure-function relationships of resveratrol and create more bioactive derivatives.We show that the red wine polyphenols inhibit proliferation of colon cancer cells by blocking the cell cycle. Some wine polyphenols such as quercetin are able to increase the ability of SW480 cells to accumulate resveratrol. [We show that] in mice, the regular intake of red wine polyphenols in the diet reduces the overall number of pre-neoplastic lesions, especially large lesions which may become intestinal polyps. The chemical changes in the structure of resveratrol show that the methoxylated analogues of cis-resveratrol are potent antiproliferatives by blocking mitosis, while the mechanism of action of derivatives of trans-resveratrol blocks the cell cycle at the S phase.This work supports the idea that the use of wine polyphenols in the prevention of colon adenocarcinomas is possible and that this field of research is a promising way. Concerning therapeutic purposes, the search for analogues of resveratrol with improved bioavailability is a way to pursue

This dissertation examines the ability of in vitro biotransformation assays to provide an indication of metabolic potential. The potential for xenobiotic compounds to bioconcentrate in aquatic organisms is expressed through the bioconcentration factor (BCF). The metabolic loss of ibuprofen, norethindrone and propranolol was measured using rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) and channel catfish (Ictalurus punctatus) gill and liver S9 fractions, microsomes and cell suspensions. Metabolic transformation rates (kM) were extrapolated from in vitro intrinsic clearance of parent compound (CLm) and integrated into a refined BCF model. In general, CLm of test compounds was greater in liver S9 fractions and hepatocytes. However, the influence of hepatic metabolism on kM and BCF was limited by hepatic blood flow (20-25%) compared to gill blood flow (~100%). A significant difference was noted between BCF solely based on KOW and BCF including kM. These studies indicate that the inclusion of kM in BCF models can bring predicted bioconcentration estimates closer to in vivo values. Primary cell suspensions are preferred over subcellular fractions as cell suspensions possess both phase I and phase II enzyme activity. Further study was conducted on ibuprofen biotransformation pathways. As fish do not contain the same cytochrome P450 (CYP) 2C homologs known to metabolize ibuprofen in mammals, it cannot be assumed that piscine biotransformation is similar. Metabolite analysis found 2-hydroxy-ibuprofen as the major metabolite in S9 and microsomal fractions. Additional assays involving the induction and inhibition of specific CYP isozymes support CYP1A2 as an alternative metabolic pathway.

The urinary excretion of D-glucaric acid (DGA) has been used as a nonspecific measure of the induction of hepatic enzymes associated with drug metabolism in man. A survey of 124 nonmedicated men (18-56 years of age), who kept a 5-day food and beverage intake record and collected their total urinary output for the last three days of the five, was conducted to assess the relationship between DGA excretion and various dietary factors. Eighteen nonmedicated, healthy women collected the same data, but started recording on the eighth day from the commencement of menstruation. DGA was determined by an enzymatic assay and recorded as micromoles D-glucaro-1,4-lactone/gm creatinine. There was a positive association between total DGA excreted and the use of marijuana, caffeine, and tobacco products, the heaviest users excreting significantly higher levels of urinary DGA than the moderate or low users of the same substance. Analysis of variance of mean DGA excretion also revealed significant differences between females (17.0±3.7) and males (14.3±5.2): male vegetarians (17.4±5.5) and nonvegetarians ( 13.9±5.1) ; and female vegetarians (19.8±4.6) and nonvegetarians (16.2±3.1). Alcohol consumption and family history of cancer incidences were not significantly related to DGA excretion in either sex. Multiple regression analyses revealed that consumption were the two vegetarianism and caffeine strongest predictors of DGA excretion, while alcohol and marijuana consumption affected DGA the least. These results indicate that dietary and environmental factors can exert a significant effect on DGA excretion, and these associations may identify dietary inducers of hepatic enzymes associated with xenobiotic biotransformations in humans. / Master of Science

Dans une première partie du travail, nous nous sommes intéressés à l'effet de l'acrylamide sur la tumorigénèse thyroïdienne. En effet des chercheurs suédois avaient récemment attiré l’attention de la communauté scientifique sur la présence de ce xénobiotique dans des denrées alimentaires couramment utilisées. Des études antérieures avaient montré que l’acrylamide, administré chroniquement à des rats pendant deux ans, induisait des tumeurs parmi lesquelles les tumeurs thyroïdiennes étaient les plus fréquentes. Pour ces raisons l’acrylamide est considéré comme une substance potentiellement cancérigène pour l’homme. Nous avons voulu investiguer les mécanismes d’action possibles de l’acrylamide dans la tumorigénèse thyroïdienne avec un modèle in vitro et ensuite un modèle in vivo.<p>Dans le modèle in vitro, nous avons d’abord testé l’effet de l’acrylamide sur les propriétés caractéristiques de la thyroïde, qui pourraient expliquer la spécificité de cette substance pour ce tissu. Dans un premier temps, nous avons donc testé l’effet de l’acrylamide sur l’accumulation d’AMPc (médiateur de la croissance) et sur la génération d’H2O2 potentiellement cancérigène mais nous avons montré qu’aucun de ces deux paramètres n’est modulé suite au traitement des cellules thyroïdiennes. Nous avons ensuite montré que l’acrylamide n’avait pas d’effet sur la prolifération dans les lignées thyroïdienne de rat, un facteur qui aurait pu expliquer l’effet tumorigène de l’acrylamide mais pas sa spécificité thyroïdienne. Nous avons enfin testé en utilisant l’essai comète la capacité de l’acrylamide à générer des cassures au niveau de l’ADN. Ceci nous a permis de montrer que l’acrylamide était capable d’induire des cassures dans l’ADN de lignées thyroïdiennes de rat ainsi que dans des cultures primaires de thyroïde humaines, de chien et de mouton. Afin de déterminer que l’effet observé sur l’ADN était dû à des cassures double brin, nous avons utilisé une technique de détection de l’histone H2AX phosphorylée. En effet, la phosphorylation de cette histone se produit lorsque des cassures d’ADN double brin sont présentes. Les résultats obtenus ne soutiennent pas l’hypothèse que l’acrylamide provoque des cassures double brin. Néanmoins ces dommages à l’ADN sont susceptibles d’induire des mutations qui peuvent jouer un rôle dans le processus de tumorigénèse de l’acrylamide.<p>Nous avons donc testé l’effet de l’acrylamide sur un modèle in vivo. Pour cela nous avons traité des souris avec de l’acrylamide additionné à l’eau de boisson à des doses comparables à celles administrées aux rats pendant 2, 6 ou 8 mois. Ce traitement a également été combiné avec de la thyroxine (T4) afin de mettre la thyroïde au repos ou avec du méthimazole qui inhibe la sécrétion des hormones thyroïdiennes et par conséquent induit la sécrétion de TSH, ce qui a pour effet de stimuler la glande. Ces traitements modérés ont eu les effets attendus au niveau des taux de TSH et de T4 circulants ainsi que sur la morphologie de la glande. L’acrylamide a eu de faibles effets sur le système nerveux périphérique traduit par une paralysie des membres postérieurs. Par contre nous n’avons pas observé d’apparition de tumeurs dans la thyroïde des souris. La cible thyroïdienne de l’acrylamide chez le rat semble donc spécifique de l’espèce et jette un doute sérieux sur un rôle cancérigène potentiel chez l’homme au niveau thyroïdien.<p><p>Dans une deuxième partie, nous avons investigué la réexpression de certains gènes thyroïdiens dans des lignées cancéreuses humaines. En effet nous avons montré au sein du laboratoire que la plupart des lignées thyroïdiennes les plus utilisées avaient perdu les gènes de différentiation spécifiques de la thyroïde. Pour cela nous avons utilisé des agents capables de modifier soit la méthylation de l’ADN comme la 5-aza-2’-déoxycytidine (5-AzadC) soit la compaction de la chromatine comme la trichostatine A (TSA), ce qui a pour conséquence de moduler le niveau d’expression des gènes. Ces traitements ont été utilisés à différentes concentrations, différents temps, seuls ou en combinaison. La 5-AzadC, utilisée seule a permis de réexprimer fortement les gènes Duox1 et Duox2 et faiblement NIS. En combinaison avec la TSA et la forskoline (un activateur de la voie AMPc), nous avons montré une forte réexpression de NIS mais au stade actuel de notre étude celui-ci n’est pas fonctionnel. Ceci montre que les agents modifiant la chromatine peuvent influencer l’expression des gènes de différenciation, cependant nous devons investiguer de façon plus large les différents agents ainsi que les conditions de culture pouvant mener à la réexpression d’un NIS fonctionnel. Grâce à ce traitement différenciant, qui permettrait un rétablissement du transport de l’iodure, un traitement par l’I131 des cancers indifférenciés de la thyroïde pourrait être réenvisagé.<p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les reins sont les organes cibles de nombreuses molécules toxiques. Les cellules épithéliales du tubule proximal rénal sont particulièrement vulnérables vis-à-vis de xénobiotiques utilisés comme médicaments ou non. Ces agressions peuvent être corrélées à une augmentation du stress oxydatif et induire la mort cellulaire. Elles peuvent également mener à la perte des caractéristiques phénotypiques des cellules épithéliales, initiant leur dédifférenciation en cellules mésenchymateuses et éventuellement en fibroblastes, principaux responsables de la fibrose rénale.<p>Les stratégies de protection – notamment implémentées en clinique lors de l'administration de médicaments néphrotoxiques – reposant sur une approche pharmacologique restent rares.<p>A partir de données de médecines traditionnelles, nous avons sélectionné une série de plantes considérées utiles pour le traitement ou la prévention de troubles associés aux maladies rénales :Angelicae sinensis radix, Eleutherococci radix, Ginseng radix, Schisandrae chinensis fructus et Silybi mariani fructus.<p>A l'aide d'un modèle in vitro reposant sur l'emploi de la lignée cellulaire HK-2, nous avons examiné si ces produits pouvaient apporter une protection efficace vis-à-vis de 3 xénobiotiques néphrotoxiques :les acides aristolochiques, le cisplatine et la ciclosporine. Cinq phénomènes impliqués dans la néphrotoxicité et couramment retrouvés lors du développement de la fibrose rénale ont été investigués :(i) la mortalité cellulaire et l'apoptose ;(ii) la génération de stress oxydatif ;(iii) la modulation des capacités de régénération ;(iv) la production de matrice extracellulaire ;et (v) l'activation de la voie de signalisation de la β-caténine. <p>Parmi les 5 plantes étudiées sur ce modèle, celle présentant l'activité la plus intéressante vis-à-vis de l'un des 3 toxiques a été investiguée plus en détails afin d'identifier le(s) composé(s) responsable(s) de sa bioactivité. Les résultats ont indiqué que l'extrait méthanolique d'Angelica sinensis était le plus efficace pour réduire la néphrotoxicité induite par le cisplatine. Ces principes actifs – l'acide férulique, le Z-ligustilide et le E-ligustilide – ont été testés selon la même méthodologie. <p>L'acide férulique a été le plus efficace pour améliorer la survie cellulaire et diminuer l'apoptose induite par le cisplatine. Il a également permis de réduire la production de matrice extracellulaire, de stimuler les capacités de régénération de cellules saines et d'inhiber partiellement la voie de signalisation de la β-caténine. Il n'a toutefois pas été capable de limiter la génération de stress oxydatif induite par le traitement au cisplatine. <p>L'acide férulique semble être un candidat prometteur pour protéger les tubules rénaux vis-à-vis du cisplatine et pourrait contribuer à limiter l'initiation et le développement de la fibrose rénale. <p>/<p>The kidneys are targets of numerous toxic compounds. Proximal tubular epithelia cells are particularly vulnerable to xenobiotics used as drugs or not. These injuries can be associated with an increased oxidative stress and can trigger cell death. They can also lead to the loss of phenotypic characteristics of epithelial cells and initiate their dedifferentiation in mesenchymal cells, eventually evolving in fibroblasts, major actors responsible for renal fibrosis. <p>Protective strategies – including those implemented in clinical practice during the administration of nephrotoxic drugs – relying on a pharmacological approach remain seldom.<p>By means of data issuing from traditional medicines, we selected a series of herbs potentially useful for the treatment or prevention of troubles associated with kidney diseases: Angelicae sinensis radix, Eleutherococci radix, Ginseng radix, Schisandrae chinensis fructus and Silybi mariani fructus.<p>Using an in vitro model based on HK-2 cell line, we examined if these herbal products could bring an effective protection towards 3 nephrotoxic drugs: aristolochic acids, cisplatin and ciclosporin. Five phenomena involved in nephrotoxicity and regularly occurring during the progression of renal fibrosis were investigated: (i) cell death and apoptosis; (ii) oxidative stress generation; (iii) modulation of regeneration capacities; (iv) extracellular matrix production; and (v) β-catenin pathway activation.<p>Among the 5 herbs that were studied, the one presenting the most interesting effects towards one of the 3 toxicants has been investigated in details in order to identify the compound(s) responsible for its bioactivity. Results indicated that the crude methanolic extract of Angelica sinensis was the most potent for reducing cisplatin-induced nephrotoxicity. Its active principles – ferulic acid, Z-ligustilide and E-ligustilide – were tested according to the same methods.<p>Ferulic acid was the most potent compound for improving cell survival and for alleviating cisplatine-induced apoptosis. It also allowed to restrain the extracellular matrix production, enhanced the regeneration capacities of healthy cells and partially inhibited the activation of the β-catenin pathway. It was however ineffective in preventing the generation of oxidative stress induced during cisplatin treatment. <p>Ferulic acid appears as a promising candidate for protecting renal tubules against cisplatin's nephrotoxicity and could contribute to limit the onset and progression of renal fibrosis. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished