Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) is characterized by severe lung inflammation and progressive airflow limitation. Systemic manifestations of COPD, including exercise intolerance and skeletal muscle dysfunction, contribute to disease severity and mortality. Chronic oxidative stress has been implicated as a major contributor to the development of these co-morbid conditions. Oxidized proteins and lipids have been described in COPD skeletal muscle, however oxidatively damaged DNA has not been previously investigated. To assess the integrity of nuclear (nDNA) and mitochondrial DNA (mtDNA), we obtained muscle biopsies from 29 moderate-to-severe COPD patients (FEV1 = 48 ± 15% predicted) and 19 age-matched, healthy controls. Using a competitive ELISA assay, we found that COPD patients have significantly higher levels of oxidized DNA (387 ± 41 pg/mL) compared to controls (258 ± 21 pg/mL, p = 0.03). We also detected a higher prevalence of mtDNA deletions (74% in COPD and 15% in controls, p < 0.01) and incidence of Electron Transport Chain (ETC) abnormalities (8.0 ± 2.1% in COPD and 1.5 ± 0.42% in controls, p < 0.05). COPD patients with mtDNA deletions had significantly higher levels of oxidized DNA (457 ± 46 pg/mL) than patients with wild-type mtDNA (197 ± 29 pg/mL, p < 0.05). These results implicate ROS-mediated formation of mtDNA deletions and ETC dysfunction as novel systemic manifestations of COPD. / La maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) est caractérisée par une inflammation sévère des poumons et une obstruction progressive des voies respiratoires. Les manifestations systémiques de la MPOC, incluant l'intolérance à l'effort et le dysfonctionnement des muscles squelettiques, contribuent à la gravité de la maladie et au risque de mortalité. Le stress oxydatif chronique a été identifié comme contributeur majeur au développement de ces comorbidités. Les processus d'oxydation des protéines et des lipides dans le muscle squelettique chez les personnes atteints de MPOC ont été décrits dans la littérature, néanmoins les dommages oxydatifs causé à l'ADN n'ont jamais été préalablement étudiés.Pour évaluer l'intégrité de l'ADN nucléaire (ADNn) et de l'ADN mitochondrial (ADNmt), nous avons collecté des échantillons de biopsies musculaires chez 29 patients atteints de MPOC de niveau modérée à sévère (VEMS 1 = 48 ± 15% des valeurs prédites) et 19 sujets témoins sains du même âge.Les résultats du test ELISA concurrent nous ont permis de constaté que les patients atteints de MPOC présentaient des niveaux significativement plus élevés d'ADN oxydée (387 ± 41 pg / mL) par rapport aux sujets témoins (258 ± 21 pg / ml, p = 0,03). Nous avons également détecté une prévalence plus élevée de délétions dans l'ADN mitochondriale (74% chez les patients MPOC vs. 15% chez les sujets témoins, p < 0,01) et une incidence plus élevée d'anomalie dans la chaîne de transport des électrons (CTE) (8,0 ± 2,1% chez les patients MPOC vs. 1,5 ± 0,42% chez les témoins, p <0,05). Les patients atteints de MPOC ayant des délétions dans l'ADN mitochondriale présentaient une concentration significativement plus élevée d'ADN oxydée (457 ± 46 pg / mL) comparativement aux patients ayant un ADN mitochondrial intacts (197 ± 29 pg / ml, p <0,05).Nos résultats suggèrent la formation de stress oxydatif, induite par la présence de délétions dans l'ADN mitochondriale et l'augmentation de l'incidence d'anomalie dans la CTE, comme nouvelle manifestation systémiques de la MPOC.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.121576 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Konokhova, Yana |
| Contributors | Russell Hepple (Internal/Cosupervisor2), Tanja Taivassalo (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Kinesiology and Physical Education) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses |
Page generated in 0.0068 seconds