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Dissertations / Theses on the topic 'Pore de transition de perméabilité mitochondrial'
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Baidi, Zineb. "Conséquences de l'ischémie/reperfusion sur le pore de transition de perméabilité mitochondrial." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00721775.
Full textAbstract:
Les dommages tissulaires associés à l'ischémie/reperfusion ont été largement étudiés. Plusieurs études ont montré que des dysfonctionnements mitochondriaux sont responsables de la survenue de ces dommages, et que la transition de perméabilité pourrait y être impliquée. Cette transition de perméabilité est médiée par l'ouverture du pore de transition de perméabilité (PTP). Cette ouverture du PTP pourrait survenir pendant la phase d'ischémie ou pendant la phase de reperfusion. L'objectif de ce travail était de visualiser l'ouverture du PTP dans des conditions d'ischémie/reperfusion sur cellules intactes (HMEC-1 et INS-1) et d'étudier son implication dans ce phénomène. Nous avons pu visualiser pour la première fois l'ouverture du PTP par le suivi des dommages qu'elle engendre (sortie du NADH et la chute du ΔΨ) induits par une ischémie/reperfusion. Nous avons constaté que l'activation du PTP a lieu pendant la phase d'ischémie tant dans les cellules HMEC-1 que dans les cellules INS-1. Cette induction a été prévenue dans les deux modèles cellulaires par la cyclosporine A. Nos résultats suggèrent également que le complexe I pourrait être impliqué dans la prévention de la chute du ΔΨ et de la sortie du NADH. Nous avons aussi montré que la capacité de rétention calcique des cellules perméabilisées diminue à l'ischémie et que cette diminution disparait après 60 minutes de reperfusion. Ainsi, la visualisation de l'ouverture du PTP dans un modèle d'ischémie/reperfusion constituerait une piste intéressante qui apporterait plus de certitude quant à l'implication du PTP dans ce phénomène. De plus, l'étude du phénomène d'ischémie in vitro, apporterait plus de réponses quant à l'implication des modifications du fonctionnement cellulaire dans les dommages tissulaires.
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Deniaud, Aurélien Patrick Sylvain. "Etude des relations stucture/fonction du pore de transition de perméabilité mitochondrial." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2006. http://www.theses.fr/2006VERS0034.
Full textAbstract:
L'équipe "Complexes Protéiques Mitochondriaux et Apoptose" étudie l'étape de perméabilisation des membranes mitochondriales de l'apoptose. L'objectif de ma thèse se proposait d'approfondir les relations structure fonction du pore de transition de perméabilité (PTP), un complexe polyprotéique essentiel à la PMM. Nous avons développé deux axes de recherche complémentaires pour réaliser ce travail. D'abord, nous avons identifié et caractériser deux nouveaux régulateurs endogènes du PTP : La première, en utilisant un crible antigénique, est la glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase. Nous avons montré qu'elle s'accumule dans la mitochondrie au cours de l'apoptose et induit toutes les caractéristiques de la phase mitochondriale de l'apoptose SL des mitochondries isolées (relargage du cytochrome cet d'AIF, chute du DYm et gonflement de la matrice mitochondriale). La seconde est la glutathion S-transférase, elle fut identifiée par protéomique. Nous avons montré qu'elle inhibe l'ouverture du PTP en utilisant le système de protéoliposomes du PTP. Nous avons également approfondis les relations entre le réticulum endoplasmique et la mitochondrie en terme de transfert calcique. Nous avons mis en évidence qu'il est possible de stimuler le transfert de calcium entre ces deux organites en utilisant un agoniste de l'IP3R ou des molécules du stress du RE. Ce phénomène bservable aussi bien sur des cellules entières qu'avec des organites isolés, permet d'induire les différentes caractéristiques de la phase mitochondriale de l'apoptose, et ce via l'activation du PTP. Enfin, nous avons développé différentes approches biophysiques pour étudier la structure du PTP et mis au pointThe "Mitochondrial Proteic Complexes and Apoptosis" team study the permeabilization of the mitochondrial membranes step q apoptosis. The goal of my PhD was to investigate the structure/function relationships of the Permeability Transition Pore (PTP), a polyproteic complex required for the MMP. We developed two different approaches to realize this work. Firstly, we identified and characterized two new endogenous regulators of the PTP: The first one, by using a antigen sereen, is the glyceraledhyde-3-phosphate deshydrogenase. We showed that it accumulates into the mitochondria during apoptosis and induces ail the characteristics of the mitochondrial phase of apoptosis using isolated mitochondria (cytochrome c and AIF release, DYm loss and mitochondrial matrix swelling). The second one, by using proteomic technic, is the glutathion-S-transferase. We showed that it inhibits the opening of the PTP by using the PTP proteoliposomes system. We also deepened the relationships between the ER and the mitochondria in term of calcium transfer. We highlighted the possibilities of a calcium transfer stimulation between these both organites stimulated byan IP3R agonist or ER stress molecules. This phenomenon is able to induce the whole characteristics of the mitochondrial phase of apoptosis, using entire cell systems as weil as isolated organites, and this is mediated by the activation of the PTP. Finally, we developed different biophysical approaches to study the structure of the PTP and brought into focus a tethered Iipid bilayer model in which we incorporated VDAC. We characterized this system by SPR, FRAP and f1uorimetry, and showed that the protei was functional into
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Teixeira, Geoffrey. "Régulation du pore de transition de perméabilité mitochondriale dans la cardioprotection : interactions entre la cyclophiline D, le complexe I et le calcium." Thesis, Lyon 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LYO10238.
Full textAbstract:
L’I/R et la cardioprotection par PreC et PostC impactent la fonction mitochondriale et plus précisément le mPTP. Le mPTP est non seulement modulé par des protéines qui participent à sa formation comme la CypD mais aussi par l’environnement cellulaire. Le but de ma thèse a été d’étudier la régulation du mPTP par la CypD, le complexe I et le Ca2+ durant l’I/R et la cardioprotection. Nos conclusions sont : 1. Le complexe I de la chaîne respiratoire mitochondriale régule l’ouverture du mPTP et cela de façon CypD-dépendante. 2. Le PostC est un inhibiteur du complexe I, l’Iso, est le seul PostC efficace chez le rat in vivo. 3. L’inhibition pharmacologique ou génétique de la CypD cardioprotège en modulant l’ouverture du mPTP et l’homéostasie calcique. 4. La CypD a un nouveau rôle dans la cardioprotection, indépendamment de son action sur le mPTP. En effet, elle module le transfert calcique au niveau des MAM et plus précisément le transfert de Ca2+ entre les RS et la mitochondrie. Son inhibition prévient la surcharge calcique mitochondriale intervenant lors de l’I/R. L’ensemble de ces résultats nous permet de conclure que le mPTP est régulé par de nombreux facteurs interconnectés. Le Ca2+ est l’effecteur principal de l’ouverture du mPTP. La CypD a une action Ca2+ dépendante et module l’homéostasie calcique au niveau des MAM. Le complexe I régule l’ouverture du mPTP de façon CypD dépendante. Enfin les fonctions mitochondriales cardioprotecteurs mPTP-dépendants englobe la CypD, le Ca2+, le complexe I et les fonctions mitochondriales. Cette vision plus large et intégrée de la régulation du mPTP pourra donner des pistes plus efficaces dans le développement de traitements pharmacologiques cardioprotecteursReperfusion of the heart after an ischemic event leads to the opening of a nonspecific pore in the inner mitochondrial membrane, the mitochondrial permeability transition pore (mPTP). Inhibition of mPTP opening is an effective strategy to prevent cardiomyocyte death. For example, inhibition of mPTP opening via ischaemic preconditioning (PreC) and post-conditioning (PostC) decreased the myocardial infarct size after ischemia–reperfusion. Although the molecular composition of the mPTP remains unclear, the matrix protein cyclophilin-D (CypD) is the best defined regulatory component of mPTP. In this thesis, we demonstrated that Complex I of the respiratory mitochondrial chain also regulates mPTP in a CypD-dependent manner. We also proved that inhibition of Complex I by isoflurane prevents lethal reperfusion injury in an in vivo rat model of ischemia-reperfusion. Finally, we proved that cardioprotective inhibition of CypD modulates calcium homeostasis and fluxes between mitochondria and sarcoplasmic reticulum. In summary, our results suggest that mPTP is regulated by several interconnected factors like calcium, CypD, complex I and mitochondrial functions
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Sharaf, El Dein Ossama. "Rôle du pore de transition de perméabilité mitochondrial dans la communication apoptotique inter-organelles." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2009. http://www.theses.fr/2009VERS0022.
Full textAbstract:
Un défaut de la mort cellulaire par apoptose est souvent impliqué dans la cancérogénèse et la résistance des cellules tumorales à la chimiothérapie. Au cours de ce processus de mort, la mitochondrie joue un rôle exécutif central. L’activation de la voie mitochondriale de l'apoptose s'accompagne d'une perméabilisation des membranes mitochondriales (PMM) qui est due, entre autre, à l'ouverture du Pore de Transition de Perméabilité mitochondrial (PTP). Les travaux réalisés au cours de ma thèse visent à mieux comprendre le rôle de ce PTP dans les mécanismes moléculaires et cellulaires déclenchés par un stress du réticulum endoplasmique (RE) ou un stress génotoxique. Ainsi, dans différentes lignées cancéreuses humaines, nous avons mis en évidence que ces deux types de stress induisaient une apoptose dépendante du PTP caractérisée par une PMM, un relargage de facteurs apoptogènes et une fragmentation de l’ADN. L'ouverture du PTP et les événements apoptotiques consécutifs sont favorisés par Bax et inhibés lorsque Bcl-2 est surexprimée. De plus, en réponse au stress RE, nous avons identifié le calcium, l’IP3R, VDAC et le PTP comme facteurs clés de la voie de signalisation apoptotique entre le RE et la mitochondrie. Par ailleurs, nous avons montré que la surexpression de certains membres pro-apoptotiques du PTP augmentait la sensibilité des cellules cancéreuses au stress génotoxique et parvenait même à induire l’apoptose mitochondriale des cellules résistantes du fait d’un taux élevé de Bcl-2. L’ensemble de ces résultats suggère donc que le PTP pourrait être une cible intéressante pour potentialiser les chimiothérapies utilisant les agents de stress RE ou de stress génotoxiqueA defect of cell death by apoptosis is often involved in carcinogenesis and resistance of cancer cells to chemotherapy. During the apoptotic process, mitochondria were shown to play a central executive role. Activation of the mitochondrial pathway is associated with mitochonrial membranes permeabilization (MMP) in response to opening of the permeability transition pore complex (PTPC). The aim of my PhD was to investigate the role of this PTPC in the molecular and cellular mechanisms induced by endoplasmic reticulum (ER) stress or genotoxic stress. We demonstrate in various human cancer cell lines, that these two types of cellular stress trigger a PTPC-dependant apoptosos characterized by MMP, release of apoptotic factors, caspases activation and DNA fragmentation. Opening the PTPC abd subsequent apoptotic events are favored by the pro-apoptotic protein Bax, while they are inhibited by the anti-apoptotic protein Bcl-2. In response to ER stress, we identified the calcium ion, the IP3 receptor (IP3R), the porcin VDAC and PTPC as key factors of the apoptotic cross-talk between ER and mitochondria. Furthermore, we show that overexpression of PTPC pro-apoptotic members sensitize cancer cells to genotoxic stress and overcome the projective effects of elevated Bcl-2 levels. Altogether, these results suggest that PTPC could be an interesting candidate to sensitize tumor cells to chemotherapeutic drugs targeting the ER or the nucleus
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Walter, Ludivine. "Régulation du pore de transition de perméabilité mitochondrial par des analogues structuraux de l'ubiquinone." Paris 7, 2002. http://www.theses.fr/2002PA077197.
Full text
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Li, Bo. "Chaîne respiratoire et pore de transition de perméabilité mitochondriale dans la cardioprotection." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00609514.
Full textAbstract:
Le pore de transition de perméabilité mitochondriale (PTPm) joue un rôle majeur dans la mort cellulaire et dans la cardioprotection. Notre hypothèse est que le complexe I de la chaîne respiratoire est impliqué dans la régulation de l'ouverture du PTPm. Sur des mitochondries isolées de cœurs des rongeurs, nous avons pu démontrer que le PTPm est désensibilisé par la cyclosporine A, un inhibiteur de la cyclophiline D (CyP-D), et cet effet est largement amplifié en présence de la roténone, un inhibiteur du complexe I. Ces résultats ont été confirmés chez la souris CyP-D déficiente. L'étude de plusieurs types cellulaires a aussi confirmé l'effet de la roténone dans la régulation du PTPm. Ainsi, nous avons pu montrer que le flux d'électrons travers le complexe I est capable de réagir sur un site de régulation du PTPm cardiaque masqué par la CyP-D. De plus, les analogues de l'ubiquinone, élément de la chaîne respiratoire impliqué dans le transfert d'électrons entre les complexes I, II et III, modulent la susceptibilité du PTPm vis-à-vis du Ca2+. Par ailleurs, dans un modèle de cœur isolé du rat, le postconditionnement par le perindoprilate, un inhibiteur de l'enzyme de conversion, diminue la taille de l'infarctus après l'ischémie-reperfusion d'une façon NO-dépendant. L'ensemble de nos résultats ouvre de nouvelles perspectives thérapeutiques dans la cardioprotection et montre l'importance du complexe I et de la CyP-D comme cibles moléculaires incontournables dans la cardioprotection
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Assaly, Rana. "Protection du myocarde ischémique et pore géant mitochondrial : applications pharmacologiques." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00734466.
Full textAbstract:
La maladie coronaire d'origine ischémique reste l'une des principales causes de mortalité dans le monde industrialisé. Le traitement de l'ischémie aiguë du myocarde est cependant entré dans une nouvelle ère où la mortalité peut être diminuée de moitié en utilisant des procédures qui permettent un retour rapide du débit sanguin dans la zone ischémique du myocarde, c'est-à-dire la revascularisation. Toutefois, cette reperfusion entraîne par elle-même des complications appelées lésions de la reperfusion qui ont été décrites pour la première fois par Jennings et al., en 1960. Par conséquent, le développement de stratégies cardioprotectrices associées à la reperfusion constitue un besoin majeur en clinique afin d'améliorer la fonction myocardique, de diminuer l'incidence des arythmies, de retarder l'apparition de la mort cardiomyocytaire et de limiter la taille de l'infarctus du myocarde lors de l'ischémie/reperfusion (I/R). La découverte de deux formes principales de mécanismes cardioprotecteurs endogènes, qui consistent en la réalisation de brefs cycles d'I/R appliqués avant l'ischémie (pré-conditionnement ischémique) ou après une longue période d'ischémie au début de la reperfusion (post-conditionnement ischémique), a encouragé la recherche de nouveaux moyens pharmacologiques capables de protéger le myocarde ischémié/reperfusé et a développé nos connaissances sur les bases moléculaires des lésions et de la survie cellulaire au cours des processus d'I/R.L'étude des mécanismes responsables de l'induction de la mort cellulaire a permis de mettre en évidence le rôle prépondérant joué par la mitochondrie et l'augmentation de la perméabilité de ses membranes, induite notamment par la formation/ouverture d'un pore au niveau des points de contacts entre les membranes mitochondriales ; ce pore a été appelé " pore de transition de la perméabilité mitochondriale " (mPTP). L'inhibition de l'ouverture de ce pore apparaît comme une stratégie privilégiée pour protéger le myocarde.De nombreuses études ont montré que les espèces réactives d'oxygène (EROs) jouent un rôle majeur dans les lésions de l'I/R et dans l'ouverture du mPTP. En revanche, il existe peu d'informations claires sur le seuil et la période de production (ischémie et/ou reperfusion) des EROs qui conduisent à l'ouverture du mPTP.Par conséquent, nous avons mis au point un modèle cellulaire d'hypoxie/réoxygénation (H/R) afin d'établir une relation causale entre la production d'EROs, l'ouverture du mPTP et la mort cellulaire tout en explorant le rôle de différents types d'EROs.Ce modèle d'H/R développé sur des cardiomyocytes de rats adultes fraîchement isolés nous a permis de mesurer en temps réel et simultanément la production des EROs, l'ouverture du mPTP et la mort cellulaire. Nous avons montré que la production des EROs débute pendant la période d'hypoxie et que cette production est directement liée à l'augmentation du temps d'hypoxie. Cette production d'EROs à l'hypoxie, plus particulièrement de radicaux hydroxyles et de peroxyde d'hydrogène, a été directement relié, et ceci pour la première fois, à l'ouverture du mPTP et à la mort cellulaire lors de l'H/R.Nous avons utilisé ce modèle pour étudier le mécanisme d'action de deux stratégies pharmacologiques cardioprotectrices, un nouveau ligand de la protéine translocatrice mitochondriale (TSPO), le TRO 40303, et l'activation de la voie RISK (Reperfusion Injury Salvage Kinase) par la morphine. Nous avons ainsi montré que (1) les propriétés cardioprotectrices du TRO40303 sont associées à une inhibition de l'ouverture du mPTP, ce qui n'avait pas pu être démontré au moyen d'expériences réalisées ex vivo et (2) l'activation de la voie RISK par la morphine, qui aboutit à une limitation de la taille d'infarctus associée à une amélioration des fonctions respiratoires mitochondriales, entraîne également une inhibition de l'ouverture du mPTP et un retard de la mort cellulaire des cardiomyocytes isolés soumis à une H/R.La suite logique de ce travail sera de rechercher si l'inhibition du stress oxydant peut constituer un mécanisme commun aux deux stratégies pharmacologiques cardioprotectrices que nous avons décrites en utilisant notre modèle d'H/R. Pour cela, il serait possible d'étendre notre modèle à des animaux génétiquement modifiés pour appréhender plus précisément les phénomènes impliqués dans cette activité antioxydante.A plus long terme, il sera nécessaire d'approfondir nos connaissances sur la production d'EROs pendant l'I/R en recherchant plus spécifiquement l'origine de cette production, notamment le rôle joué par la mitochondrie et l'effet d'autres espèces réactives dans le but de cibler le traitement et de développer de nouvelles stratégies cardioprotectrices.
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Lemoine, Sandrine. "Conditionnement pharmacologique par la ciclosporine A dans l’ischémie-reperfusion rénale." Thesis, Lyon 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LYO10339/document.
Full textAbstract:
L'ischémie-reperfusion (IR) rénale entraîne des lésions de nécrose tubulaire aigue, nécessitant parfois une épuration extra rénale transitoire voir définitive. La mitochondrie joue un rôle important dans la physiopathologie de ces lésions d'IR en entrainant la mort cellulaire. L'étude de l'IR dans la cellule cardiaque a permis de mettre en évidence le rôle central du pore de transition de perméabilité mitochondriale (mPTP) dans le déclenchement de cette mort cellulaire. La ciclosporine (CsA) a été proposée comme thérapeutique pour protéger la cellule des lésions d'IR en retardant l'ouverture de ce mPTP. Cependant la CsA a des effets rénaux vasoconstricteurs aigus, nécessitant une validation expérimentale de sa protection dans l'IR rénale. Au cours de ce travail de thèse, nous avons mis au point un modèle murin d'IR rénale. Ensuite nous avons montré que le post-conditionnement à la CsA, ainsi que le post-conditionnement ischémique, permettent d'améliorer la fonction rénale avec un retard à l'ouverture du mPTP. Dans un deuxième travail, nous montrons que le pré conditionnement à la CsA est dose et temps dépendant, et médié en partie par l'augmentation d'expression d'une protéine chaperonne, l'Heat Shock Protéine 70 (HSP70). L'injection en bolus de CsA permet également d'améliorer la fonction rénale dans ce modèle d'IR avec un retard à l'ouverture du mPTP. Nos résultats ouvrent de nouvelles perspectives dans la protection rénale, notamment dans la réduction des épisodes d'insuffisance rénale aigue après chirurgie aortique ou en transplantation rénaleIschemia-reperfusion (IR) is a situation encountered in transplantation or during aortic surgery, which can result in renal damages, requiring sometimes transient or definitive dialysis. Mitochondria play a crucial role in the pathophysiology of IR causing cell death. Previous studies of cardiac IR highlighted the role of mitochondrial permeability transition pore (mPTP). Cyclosporin A (CsA) has been proposed as a treatment to protect the kidney from IR by the delay of the opening of the mPTP. However, CsA has acute renal hemodynamic effects and a long-term toxicity, requiring an experimental validation of its protection in the renal IR. In this work, we developed a mouse model of renal IR. In a first study, we showed that the post-conditioning with CsA and ischemic postconditioning improve renal function with a delay of the opening of the mPTP. In a second study, we showed that a high dose of CsA injected just before the ischemia improves renal function and leads to the delay of the opening of mPTP mediated by an increase of HSP70. Our results open new perspectives in renal protection, especially for reducing episodes of acute renal failure in aortic surgery or in renal transplantation
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Cornali, Sandrine. "Implication du pore de transition de perméabilité mitochondriale dans l'apoptose des cellules β pancréatiques." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00767105.
Full textAbstract:
Implication du PTP dans la mort cellulaire β pancréatique L'hyperglycémie, l'hyperfructosémie et l'ischémie-reperfusion sont délétères pour la viabilité cellulaire β pancréatique, jouant un rôle majeur dans la perte de la masse cellulaire β. Le pore de transition de perméabilité mitochondriale (PTP) est un canal mitochondrial impliqué dans le déclenchement de la mort cellulaire. Des données récentes montrent l'implication du PTP et du stress oxydant dans la toxicité induite par l'ischémie-reperfusion sur cardiomyocytes et également dans la glucotoxicité induite sur cellules endothéliales. La première partie de notre étude a visé à étudier l'implication de l'ouverture du PTP dans la mort cellulaire des cellules INS-1 et des îlots pancréatiques humains soumis à de fortes concentrations de glucose et de fructose. Nous démontrons que l'incubation des cellules INS-1 et des îlots pancréatiques humains en présence de 30 mM de glucose ou 2,5 mM de fructose déclenche une ouverture du PTP et induit la mort cellulaire. La metformine et la Cyclosporine A (CsA) préviennent l'ouverture du PTP et la mort cellulaire induite par le glucose et le fructose. La deuxième partie de notre travail montre que l'exposition des INS-1 à une heure de carence en substrat concomitante d'une hypoxie, suivie d'une restauration des conditions basales conduit à l'ouverture du PTP et à une majoration drastique de la mort cellulaire. Ces deux évènements sont totalement prévenus par l'incubation préalable par la CsA et la metformine mais aussi par la N-Acétyl-Cystéine (NAC) ou par l'exposition à une anoxie, soulignant ainsi le rôle fondamental du stress oxydant dans le déclenchement de l'ouverture du PTP et de la mort cellulaire. Nous montrons qu'au cours de l'ischémie-reperfusion simulée, la production de superoxide est bi-phasique : nous décrivons un premier pic de production au cours de la carence en substrat, lié à un flux reverse d'électrons au sein du complexe I de la chaîne respiratoire. Ce premier pic est suivi d'un deuxième pic de production après la restauration du niveau de substrats et d'O2, lié à l'ouverture du PTP. La NAC, l'anoxie ou la metformine préviennent les deux pics de production de superoxide tandis que la CsA prévient seulement le second pic. Enfin, nous montrons que l'hypoxie seule n'induit ni stress oxydant, ni ouverture du PTP ni mortalité cellulaire. L'ensemble de notre travail démontre le rôle central du PTP dans la gluco-fructotoxicité et dans la toxicité induite par l'ischémie-reperfusion sur la cellule β pancréatique. Ainsi, prévenir l'ouverture du PTP peut-être une approche intéressante pour préserver la viabilité cellulaire β.
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Devun, Flavien. "Régulation du Pore de Transition de Perméabilité mitochondrial et toxicité induite par les analogues de l'ubiquinone dans les hépatocytes cancéreux." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00347922.
Full textAbstract:
La mitochondrie joue un rôle majeur dans la mort cellulaire par nécrose et apoptose. Un des phénomènes hautement régulés conduisant à cette mort cellulaire est la transition de perméabilité mitochondriale qui est médiée par l'ouverture du pore de transition de perméabilité (PTP) localisé dans la membrane interne. Dans les mitochondries de foie de rat, il a été constaté que les analogues de l'ubiquinone ont trois types d'action sur l'ouverture du PTP : l'induction, l'inhibition ou l'interaction sans effet régulateur. Bien que l'inhibition du PTP soit habituellement protectrice de la mort cellulaire, il a été rapporté que des quinones inhibitrices provoquent une toxicité sur certaines lignées cellulaires.Dans notre étude, nous nous sommes attachés à comprendre d'où peuvent provenir ces divergences, en travaillant sur des lignées hépatocytaires immortalisées et cancéreuses. Nous avons observé que la régulation du PTP par les analogues de l'ubiquinone peut être bouleversée par l'immortalisation et/ou la cancérisation, alors que l'effet de la ciclosporine A demeure inchangé. Tant en culture qu'en co-culture, cette caractéristique unique permet une toxicité ciblée, même entre deux lignées cellulaires très proches. Dans certaines lignées, certaines ubiquinones inhibitrices entraînent malgré tout une mort cellulaire. Nous avons pu montrer que cette toxicité est due à l'augmentation de la production radicalaire. Ce travail ouvre de nouvelles perspectives dans l'utilisation du PTP comme cible moléculaire de thérapie anticancéreuse sélective.
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Cornali, Lablanche Sandrine. "Implication du pore de transition de perméabilité mitochondriale dans l'apoptose de la cellule β pancréatique." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENV009/document.
Full textAbstract:
Implication du PTP dans la mort cellulaire β pancréatique L'hyperglycémie, l'hyperfructosémie et l'ischémie-reperfusion sont délétères pour la viabilité cellulaire β pancréatique, jouant un rôle majeur dans la perte de la masse cellulaire β. Le pore de transition de perméabilité mitochondriale (PTP) est un canal mitochondrial impliqué dans le déclenchement de la mort cellulaire. Des données récentes montrent l'implication du PTP et du stress oxydant dans la toxicité induite par l'ischémie-reperfusion sur cardiomyocytes et également dans la glucotoxicité induite sur cellules endothéliales. La première partie de notre étude a visé à étudier l'implication de l'ouverture du PTP dans la mort cellulaire des cellules INS-1 et des îlots pancréatiques humains soumis à de fortes concentrations de glucose et de fructose. Nous démontrons que l'incubation des cellules INS-1 et des îlots pancréatiques humains en présence de 30 mM de glucose ou 2,5 mM de fructose déclenche une ouverture du PTP et induit la mort cellulaire. La metformine et la Cyclosporine A (CsA) préviennent l'ouverture du PTP et la mort cellulaire induite par le glucose et le fructose. La deuxième partie de notre travail montre que l'exposition des INS-1 à une heure de carence en substrat concomitante d'une hypoxie, suivie d'une restauration des conditions basales conduit à l'ouverture du PTP et à une majoration drastique de la mort cellulaire. Ces deux évènements sont totalement prévenus par l'incubation préalable par la CsA et la metformine mais aussi par la N-Acétyl-Cystéine (NAC) ou par l'exposition à une anoxie, soulignant ainsi le rôle fondamental du stress oxydant dans le déclenchement de l'ouverture du PTP et de la mort cellulaire. Nous montrons qu'au cours de l'ischémie-reperfusion simulée, la production de superoxide est bi-phasique : nous décrivons un premier pic de production au cours de la carence en substrat, lié à un flux reverse d'électrons au sein du complexe I de la chaîne respiratoire. Ce premier pic est suivi d'un deuxième pic de production après la restauration du niveau de substrats et d'O2, lié à l'ouverture du PTP. La NAC, l'anoxie ou la metformine préviennent les deux pics de production de superoxide tandis que la CsA prévient seulement le second pic. Enfin, nous montrons que l'hypoxie seule n'induit ni stress oxydant, ni ouverture du PTP ni mortalité cellulaire. L'ensemble de notre travail démontre le rôle central du PTP dans la gluco-fructotoxicité et dans la toxicité induite par l'ischémie-reperfusion sur la cellule β pancréatique. Ainsi, prévenir l'ouverture du PTP peut-être une approche intéressante pour préserver la viabilité cellulaire βPTP involvement in β pancreatic cell death Hyperglycemia, hyperfructosemia and ischemia-reperfusion play a major role in the progression of β cell loss in diabetes mellitus. The permeability transition pore (PTP) is a mitochondrial channel involved in cell death. PTP opening and oxidative stress have been shown to be involved in ischemia-reperfusion injury on cardiomyocytes and in hyperglycemia-induced cell death in endothelial cells. In the first part of this work, we have examined the involvement of PTP opening in INS-1 cells and human pancreatic islets cell death induced by high levels of glucose or fructose. We first reported that Metformin and Cyclosporin A (CsA) prevented Ca2+-induced PTP opening in permeabilized and intact INS-1 cells. We then shown that incubation of INS-1 cells and human islets in the presence of 30 mM glucose or 2.5 mM fructose induced PTP opening and led to cell death. Because both Metformin and CsA prevented glucose and fructose induced PTP opening, and hampered glucose and fructose induced cell death, we conclude that PTP opening is involved in high glucose and high fructose induced INS-1 and human islets cell death. We therefore suggest that preventing PTP opening might be a new approach to preserve β cell viability. In the second part of the work, we demonstrate that the incubation of INS-1 cells in the absence of energy substrates in hypoxic condition for 1 hour followed by incubation in normal condition led to PTP opening and to a dramatic increase in cell death. Both events were totally prevented when PTP opening was inhibited by either Cyclosporin A (CsA) or Metformin or when the cells were incubated in the presence of the antioxidant N-acetyl-cystein (NAC), in anoxia, highlighting the implication of oxidative stress is the commitment of PTP opening. Superoxide production increased during the removal of energy substrates, due to reverse electron flux through complex I and again increased when normal energy substrate and O2 were restored, due to PTP opening. NAC, anoxia or Metformin prevented the two phases of oxidative stress, while CsA prevented only the second one. Hypoxia alone did not induce oxidative stress, PTP opening or cell death. Our work demonstrates the implication of PTP opening in ischemia-reperfusion injury and gluco- fructotoxicty in β pancreatic cells. We therefore suggest that preventing PTP opening might be a new approach to preserve β cell viability
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Panel, Mathieu. "Étude de l'effet de nouveaux ligands de la cyclophiline D sur le pore de transition de perméabilité mitochondrial et de leur effet protecteur." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS490/document.
Full textAbstract:
Les phénomènes d’ischémie-reperfusion sont rencontrés dans plusieurs situations physiopathologiques. Le seul traitement de l’ischémie repose sur une restauration précoce du flux sanguin. Paradoxalement, la reperfusion génère des lésions supplémentaires, appelées « lésions de reperfusion », dont la mitochondrie est un acteur majeur via l’ouverture du pore de transition de perméabilité mitochondrial (mPTP). L’ouverture du mPTP est principalement modulée par la cyclophiline D (CypD), une protéine de la matrice mitochondriale, dont l’inhibition pharmacologique par la cyclosporine A (CsA) permet de limiter l’ouverture du pore. Cette inhibition, obtenue in vitro et in vivo, permet de réduire les lésions de reperfusion. Néanmoins, de récents essais cliniques n’ont pas permis de confirmer ce bénéfice dans le cadre de l’infarctus du myocarde, soulignant la nécessité de développer de nouveaux inhibiteurs du mPTP. Dans ce travail, nous avons étudié l’effet de nouveaux ligands de la CypD sur l’ouverture du mPTP. Ces petites molécules innovantes, de structure radicalement différente de la CsA inhibent l’ouverture du mPTP de mitochondries isolées et le dérivé le plus actif, le C31, permet une inhibition plus efficace du mPTP que la CsA. Le C31 inhibe également le mPTP au niveau cellulaire, dans des hépatocytes primaires et dans des cardiomyocytes isolés. In vivo, le C31 atteint les mitochondries hépatiques et protège le foie dans un modèle d’ischémie-reperfusion hépatique. Cependant, la stabilité métabolique du C31 ne lui permet pas d’atteindre le cœur. La poursuite du développement de ces inhibiteurs pourrait aboutir à de nouveaux candidats pour protéger les organes des lésions de reperfusionIschemia-reperfusion can occur in various pathophysiological situations such as myocardial infarction or organ transplantation. The only available treatment of ischemia relies on a timely reperfusion which paradoxically causes additional damage, so-called « reperfusion injury ». Mitochondria play a central role in this phenomenon through the opening of the mitochondrial permeability transition pore (mPTP) which extends cell death. mPTP opening is modulated by the matrix protein cyclophilin D (CypD). CypD inhibition by cyclosporin A (CsA), the most described CypD inhibitor, limits reperfusion injury in vivo. Nevertheless, recent clinical trials failed to recapitulate such protection in the context of myocardial infarction, emphasizing the urge to develop new mPTP inhibitors. Here, we investigated the effects of new CypD ligands on mPTP opening. We demonstrated that these small molecules unrelated to CsA are potent mPTP inhibitors and that the most active compound, C31, exhibited stronger mPTP-inhibiting properties as compared to CsA. C31 also inhibited mPTP opening in primary hepatocytes and isolated cardiomyocytes. In vivo, C31 reaches liver mitochondria and protects mitochondrial function in a hepatic ischemia-reperfusion model. Nevertheless, C31 metabolic stability hampers cardiac uptake of the compound. Further development of these new inhibitors might lead to interesting candidates to protect organs against ischemia-reperfusion injury
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De, Paulis Damien. "Régulation des fonctions mitochondriales dans la cardioprotection : spécificité du rat." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00858772.
Full textAbstract:
Le postconditionnement cardiaque est paradoxal chez le rat. Certains auteurs ont montré que cet animal pouvait être protégé par le postconditionnement alors que d'autres ont montré qu'il était inefficace. L'objectif de notre travail était d'éclaircir cette situation et d'établir un lien entre la régulation des fonctions mitochondriales et la réussite ou l'échec du postconditionnement. Nous avons montré sur un modèle in vivo que le rat est sensible au postconditionnement cardiaque sous certaines conditions. Il semble que la réussite de cette thérapie nécessite à la fois une préservation de la phosphorylation oxydative, une inhibition de l'ouverture du mPTP et une diminution de la production de ROS. Nous avons également montré que le complexe I de la chaîne respiratoire régule l'ouverture du mPTP en liaison avec l'état de la Cyp D. L'ensemble de nos résultats montrent que le rat n'est pas réfractaire au postconditionnement, mais pour que celui-ci soit efficace, il est nécessaire de préserver l'intégrité des différentes fonctions mitochondriales. La cardioprotection et la régulation des fonctions mitochondriales sont donc spécifiquement liées au modèle utilisé
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Clerc, Pascaline. "Etude des effets mitochondriaux du monoxyde d'azote : régulation de l'oxydation phosphorylante et de la transition de perméabilité." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00364967.
Full textAbstract:
Le monoxyde d'azote (NO) est formé à partir de L-arginine par la famille des NO synthases. La dysrégulation de la synthèse de cette molécule de signalisation cellulaire est impliquée dans le développement d'un grand nombre de pathologies. Les effets cellulaires du NO sont en partie dus à une inhibition des complexes de la chaîne respiratoire mitochondriale. Nous nous sommes intéressés aux effets du NO sur la régulation de l'oxydation phosphorylante et de le transition de perméabilité, deux processus mitochondriaux gouvernant la survie cellulaire. Nous avons ainsi démontré que l'inhibition de la cytochrome c oxydase (COX) par le NO était associée à une inhibition de la respiration et de la synthèse d'ATP. Cependant le NO augmente l'efficacité de l'oxydation phosphorylante (ATP/O) en diminuant le processus de « slipping ». Toutefois, notre travail a mis en exergue un effet du NO dépendant du substrat utilisé. En présence de NADH seul, le NO n'a pas l'effet bénéfique sur le rendement de l'oxydation phosphorylante, obtenu avec le FADH2 seul ou associé au NADH. L'étude de l'état d'oxydoréduction des cytochromes de la COX a révélé que dans les mitochondries énergisées avec du FADH2 seul ou en association avec le NADH, les cytochromes aa3 sont plus réduits qu'en présence de NADH seul. Nous pouvons suggérer que le « slipping » au niveau de la COX soit dépendant de l'état d'oxydoréduction de ses cytochromes. Le NO pourrait donc être un régulateur physiologique du processus d'oxydation phosphorylante. Nous avons également cherché à étayer l'hypothèse selon laquelle l'inhibition du complexe I aurait un effet anti-apoptotique en inhibant l'ouverture du PTP et la libération de cytochrome c. Le NO ayant un effet sur la chaîne respiratoire dans sa globalité, nous n'avons pu certifier que son effet activateur sur l'ouverture du pore soit dû à l'inhibition d'un complexe en particulier. Il semble que le phénomène de transition de perméabilité soit sensible à l'inhibition du complexe II. L'inhibition du complexe II par un inhibiteur comme le TTFA ou le malonate aurait un effet pro-apoptotique et ce malgré la présence d'inhibiteurs puissants du PTP comme la ciclosporine. Ces résultats suggèrent que le complexe II ferait partie des complexes protéiques régulateurs du PTP et que son inhibition soit dominante sur l'effet induit par l'inhibition du complexe I.
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Ligeret, Heidi. "Détermination des effets mitochondriaux de la curcumine et de quelques dérivés : proposition d'un mécanisme d'action impliquant le pore de transition de perméabilité." Paris 12, 2004. https://athena.u-pec.fr/primo-explore/search?query=any,exact,990002143890204611&vid=upec.
Full textAbstract:
La mitochondrie joue un rôle clé dans la production des radicaux libres oxygénés (RLO) et dans le processus apoptotique. La première partie de ce travail a consisté à étudier les effets mitochondriaux de la curcumine et a révélé qu'elle réduisait les productions de RLO et induisait l'ouverture du pore de transition de perméabilité (PTP). Pour comprendre son mécanisme d'action, notre travail a, ensuite, consisté à tester les effets mitochondriaux de 22 dérivés de la curcumine obtenus par substitution de certaines fonctions chimiques. Cette étude révéla que la curcumine et certains dérivés induisaient l'ouverture du PTP en réduisant l'ion Fe entraînant la production du radical H0 qui oxyde certaines protéines membranaires au niveau de leurs fonctions thiols. D'autre part, cette propriété semble conférée par le groupe phénol associé au groupe méthoxy en ortho. Enfin, cette étude a mis en évidence des molécules fortement anti-oxydantes et d'autres potentiellement anti-cancéreusesMitochondria play an important role in free radical oxygen species (ROS) generation and in apoptotic process. The first part of tins work was the study of the mitochondrial effects of curcumin: it decreased ROS productions and induced permeability transition pore (PTP) opening. To understand its mechanism of action, we study, in the second part of this work, the mitochondrial effects of 22 curcumin-derivatives obtained after chemical substitutions. We showed that curcuniin and some derivatives iriduced Fe reduction leading to H0 generation. Then, tins radical promoted membrane thiol groups oxidation leading to PTP opening. The cheniical functions that are needed to promote PTP opening were the hydroxy and the methoxy groups located at the phenolic cycle. Furthermore, this study indicated that some curcumin-derivatives, like curcumin, could constitute a pool of antitumoral compounds whereas other compounds could be protective agents during oxidant stress
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Chanoit, Guillaume. "Étude de la cardioprotection conférée par le zinc." Thesis, Lyon 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LYO10119.
Full textAbstract:
Le zinc est un métal, membre des éléments trace dont le rôle protecteur contre l’ischémie-reperfusion myocardique a été suggéré. Dans ce travail de thèse, nous avons étudié le mécanisme par lequel le zinc procure cette protection. Nous avons utilisé des cultures cellulaires de cardiomyoblastes de rat, des cardiomyocytes isolés de rat, des mitochondries isolées ainsi qu’un modèle de cœur isolé perfusé de rat. Nous avons montré que l'administration de zinc au début de la reperfusion permet de diminuer la mort cellulaire sur un modèle d’ischémie-reperfusion simulée. Nous avons montré que l’administration de zinc entraine l’activation de la cascade des kinases de survie (PI-3K/Akt), l’inhibition de GSK-3β et celle de l’ouverture du pore de transition de perméabilité mitochondrial. Nous avons ensuite montré qu’en présence de zinc, l’activation d’Akt provenait d’une inhibition de certaines phosphatases et d’une activation du domaine tyrosine kinase du récepteur IGF-1. Nos derniers travaux ont eu pour but de préciser le rôle du zinc suite à l'activation des récepteurs à adénosineZinc is a member of the family of the metal trace elements and its role in the protection against lethal reperfusion injury has been strongly suggested. The aim of the present work was to determine the molecular mechanisms involved in zinc cardioprotection. We have used cultured rat cardiomyoblasts, isolated rat cardiomyocytes, isolated mitochondria and isolated perfused rat heart. We demonstrated that zinc given at reperfusion, limits cell necrosis in a model of simulated ischemia-reperfusion. Administration of zinc results in activation of the reperfusion-injury salvage kinases pathway (PI-3K/Akt), inhibition of GSK-3β and of the opening of the mitochondrial permeability transition pore. We then showed that, in the presence of zinc, activation of Akt is mediated by the inhibition of various phosphatases and by activation of the tyrosine kinase domain of the IGF-1 receptor. Our latest experiments report the action of zinc following activation of adenosine receptors
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Ravagnan, Luigi. "Mitochondries et apoptose : effets de l'agent antitumoral Lonidamine sur les mitochondries et étude fonctionnelle de l'Apoptosis Inducing Factor." Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066310.
Full text
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McStay, Gavin Peter. "Molecular characterisation of the mitochondrial permeability transition pore." Thesis, University of Bristol, 2003. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.271747.
Full text
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Varanyuwatana, Pinadda. "The molecular mechanism of the mitochondrial permeability transition pore." Thesis, University of Bristol, 2010. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.529876.
Full text
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Hendry, C. "The role of the mitochondrial permeability transition pore in cardioprotection." Thesis, University College London (University of London), 2012. http://discovery.ucl.ac.uk/1370643/.
Full textAbstract:
Myocardial infarction is the largest cause of morbidity and mortality worldwide. Despite optimal treatment, patients have a mortality which approaches 12% at six months. Reperfusion of the ischaemic myocardium is essential to salvage myocardium. However, reperfusion itself is harmful, with up to 40% of myocardial necrosis occurring at this time. This is known as “Lethal Reperfusion Injury”. Opening of the mitochondrial permeability transition pore (MPTP), a channel situated in the inner mitochondrial membrane is central to this process. In its quiescent state, the MPTP remains closed, but once open it becomes non-selectively permeable to solutes of up to 1.5 kDa, resulting in rapidly advancing necrotic cell death. The molecular structure of the MPTP has not yet been fully determined, although cyclophilin D (Cyp D) has been shown to be essential to its function. Genetic ablation of Cyp D has been shown to result in delayed opening of the MPTP and resistance to myocardial damage after acute ischaemia-reperfusion injury. MPTP inhibition is cardioprotective, and may be achieved by a variety of means including ischaemic pre- and post-conditioning, and by pharmacological agents. The aim of this thesis is to investigate the role of the MPTP (cyclophilin D) in cardioprotection from acute ischaemia-reperfusion injury. In chapter 4 we investigate whether it is possible to protect the heart in mice deficient of cyclophilin D by applying a stronger ischaemic preconditioning stimulus to that previously investigated in vivo. We found that there was a non-statistically significant trend towards a protective effect in cyclophilin D deficient mice which were subjected to a stronger IPC stimulus than that previously studied in vivo. Chapter 5 explores whether it is possible to protect the heart whilst avoiding the deleterious extra-cardiac effects of cyclosporin A by sub-cellular targeting of cyclosporin A (CsA) to mitochondria in the first in vivo testing of a mitochondrial-specific form of CsA (mtCsA). We demonstrated that mtCsA administered at reperfusion did not protect the heart of wild type mice from ischaemia- reperfusion. Chapter 6 examines the possibility of achieving cardioprotection independent of cyclophilin D. In this chapter, the effects of the matrix metalloproteinase inhibitor, Ilomastat, are studied. We confirmed that MMP inhibition was cardioprotective in wild type mice and also showed for the first time in vivo that administration of ilomastat can protect the heart from ischaemia- reperfusion in mice deficient in cyclophilin D. In summary our data supports the hypothesis that it is possible to protect the heart from ischaemia – reperfusion in cyclophilin D deficiency by administration of an MMP inhibitor at reperfusion. We also showed a trend towards cardioprotection in cyclophilin D deficiency by administration of an increased IPC stimulus. Together, these data may suggest that necrotic cell death may not all be mediated by the MPTP, or possibly, that the MPTP may exhibit a threshold effect which is surmountable by an increase in inhibitory action of combined pharmacology or increase in IPC stimulus.
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Javed, M. A. "Mitochondrial permeability transition pore as a therapeutic target for acute pancreatitis." Thesis, University of Liverpool, 2017. http://livrepository.liverpool.ac.uk/3018618/.
Full textAbstract:
Introduction: Acute pancreatitis (AP) is frequently complicated by pancreatic necrosis, multiple organ failure, prolonged hospitalisation and death. There is no specific, licensed drug therapy for this disease to date. Opening of the mitochondrial permeability transition pore (MPTP) is a key event in the pathophysiology of AP and is therefore a valid drug target for its treatment. Cylophilin D (CypD, a mitochondrial matrix protein), is a key regulator of MPTP formation and opening of the latter is also modulated by a new drug TRO40303. The aim of this investigation is to explore the effects of newly identified CypD inhibitors and TRO4303 in both murine and human pancreatic acinar cells (PAC) in response to established pancreatic toxins as well as the severity of experimental acute pancreatitis (EAP). The study also provides a qualitative assessment of all published literature evaluating agents tested for treatment of EAP using a newly devised scoring system. Methods: Confocal fluorescence microscopy of isolated PACs was used to evaluate the effects of MPTP inhibitors on mitochondrial function, calcium handling and cell fate in response to TLCS (taurolithocholate sulphate) and other pancreatic toxins - CCK (cholecystokinin) and POAEE (palmitoleic acid ethyl ester). In order to identify novel CypD inhibitors, computational modelling was undertaken. Compounds predicted to bind with CypD were screened using biophysical assay - surface plasmon resonance (SPR) - to evaluate binding affinity. Candidates with high affinity for CypD were subsequently evaluated in the aforementioned biological assays. Efficacy of TRO40303 in ameliorating the severity of EAP was tested in three different models. Results: TRO40303 prevented loss of mitochondrial membrane potential (ΔΨm) induced by TLCS, CCK and POAEE and improved Ca2+ clearance in PACs. TRO40303 reduced necrotic cell death pathway activation in response to TLCS in murine (p < 0.05) as well as human PACs (p < 0.01). Therapeutic administration of TRO40303 significantly reduced serum amylase, pancreatic trypsin, pancreatic and lung myeloperoxidase and histopathology scores in hyperstimulation, biliary and alcoholic EAP. Screening strategy of CypD inhibitors identified a novel small molecular inhibitor, AP-1A02, with a KD and Ki of 0.8 μM and 1.7 μM respectively. AP-1A02 protected ΔΨm and also significantly reduced necrotic cell death pathway activation in human as well as murine PACs in response to TLCS. Conclusion: This work demonstrates that MPTP is a valid target for the treatment of AP. TRO40303 protects mitochondria, reduces necrotic cell death pathway activation and ameliorates the severity of EAP and is therefore a candidate drug for human AP. Further work needs to be undertaken to optimize AP-1A02 and develop other small molecule CypD inhibitors with the aim to develop it as a potential drug for AP.
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Hausenloy, Derek. "The role of the mitochondrial permeability transition pore in myocardial protection." Thesis, University College London (University of London), 2004. http://discovery.ucl.ac.uk/1446665/.
Full textAbstract:
Background- With coronary artery disease set to become the world's leading cause of mortality by 2020, there is an urgent requirement for novel treatment strategies which protect the myocardium against ischaemia-reperfusion injury, in order that patient morbidity and mortality can be improved and the global burden of this disease can be alleviated. This thesis examined the role of the mitochondrial permeability transition pore (mPTP) as a novel target for two major strategies for myocardial protection: (1) Interventions applied at the time of reperfusion, which protect the heart against lethal reperfusion injury, and (2) Myocardial Preconditioning, a process which renders the myocardium more resistant to subsequent ischaemia-reperfusion injury. Methods and Results- Using an isolated perfused rat model of ischaemia-reperfusion injury, we demonstrated that the opening of the mPTP at the time of reperfusion is a critical determinant of myocyte death, and we have shown that inhibiting its opening, by administering pharmacological agents at the time of reperfusion, is cardio-protective. Using experimental models for inducing and detecting mPTP opening in adult rat mitochondria and myocytes, we demonstrated that myocardial preconditioning protects the heart by inhibiting mPTP opening, and that the pro-survival kinases Akt and Erk1/2, may act to mediate the preconditioning- induced inhibition of mPTP opening at the time of reperfusion. Finally, we found that the mPTP may also act as a mediator of the preconditioning signal. In this scenario, transient (low- conductance) opening of the mPTP, which does not lead to cell death, may paradoxically contributed to protective mechanisms recruited by myocardial preconditioning and mitochondrial-uncoupling, indicating a dual role for the mPTP in myocardial preconditioning. Conclusion- We have demonstrated that inhibiting the opening of the mitochondrial permeability transition pore at the time of reperfusion, presents a common target for myocardial protection, irrespective of whether protection is mediated by myocardial preconditioning or by interventions applied solely at the time of reperfusion. Therefore, interventions which target and inhibit mPTP opening, at the time of reperfusion, may improve morbidity and mortality from coronary artery disease, in the clinical settings of ischaemia-reperfusion injury such as thrombolysis following an acute myocardial infarction, heart surgery and percutaneous transluminal coronary angioplasty. Furthermore, we found that transient (low-conductance) opening of the mPTP mediates both preconditioning and mitochondrial uncoupling-induced protection by acting as a channel for the mitochondrial release of reactive oxygen species.
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Shanmuganathan, Selvaraj. "The role of the mitochondrial permeability transition pore in human myocardial protection." Thesis, University College London (University of London), 2015. http://discovery.ucl.ac.uk/1426610/.
Full textAbstract:
Background: Coronary artery disease is set to be the world’s leading cause of mortality by 2020. Hence novel treatment strategies are urgently required to protect the human myocardium against ischemia-reperfusion injury. This thesis examines the role of the mitochondrial permeability transition pore (MPTP) as a novel target for myocardial protection by interventions applied solely at the time of reperfusion, which can protect the human heart against lethal reperfusion injury. Methods and Results: Using human atrial tissue (harvested at the time of routine cardiac bypass surgery), subjected to simulated ischemia and reperfusion injury model, we have demonstrated that the opening of the MPTP at the time of reperfusion is a critical determinant of cardiomyocyte death. We also show that inhibiting MPTP opening, by administering known pharmacological inhibitors of MPTP at the onset of reperfusion, is cardio-protective. Using experimental models in adult human atrial trabeculae, we demonstrate that inhibiting MPTP opening at the time of reperfusion improves myocardial contractile function. Also using human atrial cardiomyocytes we demonstrate that inhibiting MPTP opening at the time of reperfusion improves cellular viability. Finally using the human atrial cardiomyocyte model for inducing and detecting the MPTP opening, we demonstrate the opening of MPTP and also the inhibitory effect of known MPTP inhibitors on MPTP opening. Conclusion: We find that MPTP opening does occur in the human atrial cardiomyocyte following ischemia-reperfusion injury, and that inhibiting the opening of the MPTP at the time of reperfusion, provides a potential target for human myocardial protection, when the intervention is applied at the time of reperfusion. Therefore, interventions, which target and inhibit MPTP opening, at the time of reperfusion, can protect the myocardium from lethal reperfusion injury and may improve morbidity and mortality from coronary artery disease. This is useful in the clinical settings of ischemia-reperfusion injury such as thrombolysis following an acute myocardial infarction, heart surgery and percutaneous transluminal coronary angioplasty.
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Benton, Eleanor. "The role of the mitochondrial permeability transition pore in cardiac myocyte cell death." Thesis, University College London (University of London), 2004. http://discovery.ucl.ac.uk/1446529/.
Full textAbstract:
Ischaemia-reperfusion injury, sustained when the blood and oxygen supply is removed and then reinstated, is a common cause of cardiac tissue damage and therefore a popular area of scientific research. It is commonly thought that the mitochondria play an important role in mediating ischaemia-reperfusion injury. Particular attention has been focused on the mitochondrial permeability transition pore. This has many times been shown to open only during the reperfusion phase disrupting the mitochondrial transmembrane potential and therefore the synthesis of ATP. This study endeavours to examine the activity of the pore in rat neonatal primary cardiomyocytes during cell death. Models of apoptotic and necrotic cell death are established, as both have been implicated in ischaemia-reperfusion injury. An in vitro model of ischaemia- reperfusion injury is set up and an in vivo model of ischaemia-reperfusion injury is also examined. Many studies have shown that inhibition of cyclophilin D can successfully block the opening of the mitochondrial pore. In this study, the cyclophilin inhibitor cyclosporin A is applied to determine the importance of cyclophilin D as an attenuator of ischaemia-reperfusion injury. The resulting effect on cell viability is analysed by various assays. Changes in the activity of the mitochondrial permeability transition pore are also monitored using a fluorescent mitochondrial transmembrane potential-sensitive dye. A kinetic assay is established to measure the peptidyl prolyl cis-trans-isomerase activity of cyclophilin D, which is believed to have a role in regulation of the pore. Additionally ATP synthesis is measured by a luciferase-based assay and free radical production is monitored using a radical-sensitive dye during cell death. The effect of cyclosporin A on all measured parameters is examined. The results presented in this study show that the importance of the mitochondrial permeability transition pore can vary widely according to the prevailing conditions. However, the data obtained in both isolated cardiomyocytes and cardiac tissue broadly uphold the concept of the major impact of mitochondrial permeability transition pore induction during ischaemia-reperfusion injury and strongly support the hypothesis of a significant role for cyclophilin D in the molecular mechanism of the pore.
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Husainy, Mohammad Ali. "The role of protein kinase B and mitochondrial permeability transition pore in ischaemic preconditioning of myocardium." Thesis, University of Leicester, 2012. http://hdl.handle.net/2381/10925.
Full textAbstract:
Background: Protein kinase B (PKB) plays a critical role in cell survival, growth and proliferation. The investigation of its involvement has been limited by the lack of specific pharmacological agents. Similarly mitochondrial permeability transition pore (MPTP) plays a critical role in necrotic and apoptotic cell death. Opposed role of MPTP (transient versus sustained opening) in cardioprotection has been proposed. Therefore the primary aims of this thesis were to (i) to investigate the influence of PKB in the tolerance to ischaemia/reoxygenation (I/R), (ii) to define the relationship of PKB with the mitoKATP channel and with p38 MAPK in the signal transduction mechanism of cardioprotection by IP, (iii) to determine how two structurally different MPTP inhibitors (Cyclosporine A and Bongkrekic Acid) administered for varying time regimes influenced ischemia/reperfusion (I/R)-induced injury and (iv) to explore how pharmacologic MPTP opening at different time points during I/R modulated myocardial injury. Methods & Results: Myocardial slices from rat left ventricle and from the right atrial appendage of patients undergoing elective cardiac surgery were subjected to 90 min ischaemia/120 min reoxygenation at 37°C. Tissue injury was assessed by creatine kinase (CK) released and determination of cell necrosis and apoptosis. Myocardial caspase 3 was also assessed. Muscles were randomized to receive various treatments. The results showed that blockade of PKB activity caused significant reduction of CK release and cell death, a benefit that was as potent as ischaemic preconditioning and could be reproduced by blockade of phosphatidylinositol 3-kinase (PI-3K) with wortmannin and LY 294002. The protection was time dependent with maximal benefit seen when PKB and PI-3K were inhibited before ischaemia or during both ischaemia and reoxygenation. PKB inhibition induced a similar degree of protection in the human and rat myocardium and, importantly, it reversed the unresponsiveness to protection of the diabetic myocardium. The status of MPTP can dramatically influence ischemic/reoxygenation-induced injury and protection of the rat left ventricular myocardium. Importantly, the status of the MPTP during first 10 min of reoxygenation is of critical importance with both opening and closing of the pore being as protective as ischemic preconditioning. Conclusion: Inhibition of PKB plays a critical role in protection of the mammalian myocardium and may represent a clinical target for the reduction of ischaemic injury. Both formation and inhibition of the MPTP can be exploited for therapeutic purposes and that there is a defined therapeutic window, with the first few minutes of reoxygenation being a crucial period to achieve cardioprotection.
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Rideout, Hardy Joseph. "Schwann cell apoptosis in an in vitro model of diabetic neuropathy, mitochondrial dysfunction and the permeability transition pore." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1999. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape7/PQDD_0016/NQ49286.pdf.
Full text
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Rauckhorst, Adam J. "Towards the Regulation and Physiological Role of the Mitochondrial Calcium- Independent Phospholipase A2." The Ohio State University, 2014. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1416930755.
Full text
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Ostrowski, Filip. "Targeted modulation of cardiac energetics via the creatine kinase system." Thesis, University of Oxford, 2013. https://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:6c5e7c70-07f0-4a14-ba01-d16e9e8c0d1c.
Full textAbstract:
There is a large body of clinical and experimental evidence linking heart disease with impairment of myocardial energetics, particularly the creatine kinase (CK) system. The goal of the experiments described in this thesis was to develop and study models of increased CK phosphotransfer, by overexpressing the CK isoenzymes and/or augmenting intracellular creatine stores. Pilot experiments were performed in cultured cells, which were used to (a) study the effects of CK overexpression in vitro, and (b) validate constructs prior to generation of transgenic mice. Expression was verified at the protein level for all constructs in HL-1 and HEK293 cells, and enzymatic activity was confirmed. Mitochondrial CK (CKmt) was expressed in the mitochondria, as expected, and CKmt overexpression was associated with a significant reduction in cell death in a model of ischemia/reperfusion injury (68.1 ± 7.1% of control, p≤0.05). Transgenic mice overexpressing CKmt in the heart were generated by a targeted approach, using PhiC31 integration at the ROSA26 locus. Transgene expression was confirmed in vitro in embryonic stem cells, and in vivo at the mRNA and protein levels. There was only a modest increase in CKmt activity; therefore, homozygous transgenic mice were generated to increase expression levels, and had 27% higher CKmt activity than wild-types (p≤0.01). Mitochondrial localization of CKmt was confirmed by electron microscopy. Citrate synthase activity, a marker of mitochondrial volume, was ~10% lower in transgenic mice (p≤0.05). Baseline phenotyping studies found that CKmt-overexpressing mice have normal cardiac structure and function. These mice are currently being backcrossed onto a pure C57BL/6 background for further studies in models of heart disease. In addition to CKmt, transgenic mice overexpressing the cytosolic CK isoenzymes, CK-M and CK-B, were generated. Due to the modest level of expression observed at ROSA26, random-integration transgenesis was used, and multiple lines were generated for each construct (carrying 2 or 6 transgene copies in the CK-M line; 2, 3, or ~30 in CK-B). Transgene expression was validated at the mRNA, protein, and activity levels. These lines are currently being expanded for further validation and phenotyping studies. Previous experiments in our group have demonstrated that increasing intracellular creatine (Cr) reduces ischemia/reperfusion injury, and a series of in vitro experiments was performed to determine whether this effect may be mediated by inhibition of the mitochondrial permeability transition pore (mPTP). The mPTP plays a significant role in ischemia/reperfusion, and there is evidence linking the CK system to regulation of the mPTP. Therefore, a model was developed to test whether Cr affects mPTP opening in cardiac-derived HL-1 cells, as this mechanism may contribute to the protective effect observed in vivo. Cr incubation conditions were determined empirically, and 24-hour incubation with 5mM or 10mM Cr was found to significantly delay mPTP opening, to a similar degree to the established mPTP inhibitor, cyclosporin A. This provides evidence that Cr may exert protective effects in the heart by a variety of mechanisms, in addition to its traditional role in energy metabolism. In summary, the experiments conducted in this thesis have produced a range of tools for studying augmentation of the creatine kinase system as a therapeutic target in heart disease. The results of in vitro assays indicate that mitochondrial CK may be a particularly promising target, and that inhibition of the mitochondrial permeability transition pore may contribute to the cardioprotective effect of creatine. Finally, the transgenic models generated and validated over the course of this project will allow for a wide range of future studies into the potential benefits of CK overexpression in the mammalian heart.
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Huang, Zi L. "Pharmacological Inhibition of Cyclophilin Ameliorates Experimental Allergic Encephalomyelitis." VCU Scholars Compass, 2016. http://scholarscompass.vcu.edu/etd/4294.
Full textAbstract:
A subset of cyclophilins have been implicated in mechanisms of neuroinflammation and neurodegeneration that contributes to the pathogenesis of Multiple Sclerosis. Mitochondrial dysfunction leading to mitochondrial permeability transition plays a pivotal role in axonal damage and disease progression in Multiple Sclerosis. Cyclophilin D (CypD) is a crucial regulatory component of the mitochondrial permeability transition pore and it was demonstrated that the cyclophilin D knockout animals showed reduced experimental allergic encephalomyelitis (EAE) clinical disease severity and axonal injury. We investigated the effect of N-methyl-4-isoleucine-cyclosporin (NIM811), a non-immunosuppressive and non-selective cyclophilin inhibitor, on the course and severity of EAE. EAE mice treated with NIM811 showed a significant reduction in clinical disease severity compared to vehicle treated mice. FACS analysis performed with the dissociated thoracolumbar spine showed that NIM811 treatment was associated with a reduction in CNS macrophages but does not alter T-helper lineage frequencies. In addition, we demonstrated NIM811’s effect on crude mitochondrial fraction obtained from brain and liver homogenates of both wild type and CypD knockout mice in order to determine drug specificity. Benefits observed from the pharmacological inhibition of cyclophilin may lead to a novel MS therapy but NIM811’s exact mechanism of action has yet to be elucidated.
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Wang, Zhenyu. "Rôle de l’adénylate cyclase soluble, de phosphodiesterases et d’Epac dans la fonction mitochondriale cardiaque et la mort cellulaire." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS186/document.
Full textAbstract:
L’AMPc est un messager important de la régulation neurohormonale du cœur. En activant ses effecteurs, l’AMPc régule de nombreuses fonctions cellulaires telles que l'expression de gènes, le couplage excitation-contraction et le métabolisme cellulaire. Chez les mammifères, l'AMPc est produit par une famille d’adénylate cyclases au sein de plusieurs compartiments subcellulaires solubles ou membranaires. L'existence et le rôle de la signalisation des nucléotides cycliques dans les mitochondries ont été postulés, mais n'ont pas encore été démontrés. De plus, son implication dans la régulation de la mort cellulaire est encore inconnue. Dans cette thèse, nous avons démontré l'expression locale de plusieurs acteurs de la signalisation de l'AMPc dans les mitochondries cardiaques, à savoir une forme tronquée soluble AC (sACt) et la protéine d'échange directement activées par AMPc 1 (Epac1). Nous avons montré un rôle protecteur pour sACt contre la mort cellulaire, l'apoptose, ainsi que la nécrose de cardiomyocytes primaires. Lors de la stimulation par du bicarbonate (HCO3-) et du Ca2+, la sACt produit de l’AMPc, qui à son tour stimule la consommation d'oxygène, une augmentation du potentiel mitochondrial de membrane (ΔΨm) et la production d'ATP. L’AMPc est limitant pour l’entrée matricielle de Ca2+ via l’uniport calcique mitochondrial (MCU) et, en conséquence, prévient la transition de perméabilité mitochondriale (MPT). En outre, dans les mitochondries isolées de cœurs de rats défaillants, la stimulation de la voie de l'AMPc par le HCO3- prévient la sensibilisation des mitochondries au Ca2+. Nous avons également constaté que les familles de phosphodiestérases (PDE), PDE2, 3 et 4, sont exprimées dans les mitochondries cardiaques régulant le taux d’AMPc. Ainsi, ces protéines forment une voie de signalisation locale dans la matrice régulant la fonction mitochondriale cardiaque. Finalement, notre étude a permis d’identifier un lien entre l'AMPc mitochondrial, le métabolisme, certaines PDEs et la mort cellulaire dans le cœur, qui est indépendant de la signalisation AMPc cytosolique. Ceci pourrait constituer un nouveau mécanisme cardioprotecteur via la préservation de la fonction mitochondriale dans un contexte physiopathologiqueCAMP is an important messenger in neurohormonal regulation of the heart. By activating its effectors, cAMP regulates many cellular functions such as gene expression, excitation-contraction coupling and cellular metabolism. In mammals, cAMP is produced by a family of adenylyl cyclase with various subcellular locations and membrane anchorage. The existence and role of cyclic nucleotide signaling in mitochondria has been postulated, but has not yet been demonstrated. Moreover, its implication in the regulation of cell death is still unknown. In this thesis, we demonstrated the local expression of several actors of cAMP signaling within cardiac mitochondria, namely a truncated form of soluble AC (sACt) and the exchange protein directly activated by cAMP 1 (Epac1) and showed a protective role for sACt against cell death, apoptosis as well as necrosis, in primary cardiomyocytes. Upon stimulation with bicarbonate (HCO3-) and Ca2+, sACt produces cAMP, which in turn stimulates oxygen consumption, increased the mitochondrial membrane potential (∆Ψm) and ATP production. cAMP is rate-limiting for matrix Ca2+ entry via the mitochondrial calcium uniporter (MCU) and, as a consequence, prevented mitochondrial permeability transition (MPT). In addition, in mitochondria isolated from failing rat hearts, stimulation of the mitochondrial cAMP pathway by HCO3- rescued the sensitization of mitochondria to Ca2+-induced MPT. We also found that PDE2, 3 and 4 families are located in cardiac mitochondria. They form a local signaling pathway with soluble AC in the matrix, which regulates cardiac mitochondrial functions. Thus, our study identifies a link between mitochondrial cAMP, mitochondrial metabolism, some PDEs and cell death in the heart, which is independent of cytosolic cAMP signaling. This might constitute a novel cardioprotective mechanism through mitochondrial function preservation in pathophysiological conditions
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Uyemura, Valéria Tudella. "Efeito do extrato de \'Tamarindus\' indica L. sobre a transição de permeabilidade de membrana em mitocôndrias isoladas de fígado de rato e atividade antioxidante \'in vitro\'." Universidade de São Paulo, 2007. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/60/60135/tde-16102007-154155/.
Full textAbstract:
Tamarindus indica L. é um componente natural amplamente consumido por humanos, apresentando propriedade antiinflamatória, antidiabética e antihepatotóxica. Além disso, como nós demonstramos previamente, o extrato apresenta atividade hipolipêmica e antioxidante. Neste trabalho, nós demonstramos o efeito do extrato de T. indica sobre mitocôndrias isoladas de fígado de rato. Na presença de Ca2+, o extrato causou um inchamento osmótico mitocondrial concentração-dependente, associado ao aumento da velocidade basal (V4), dissipação do potencial de membrana e liberação do Ca2+ pré-acumulado, os quais foram inibidos por ciclosporina A (CsA) e assim atribuídos a transição de permeabilidade da membrana mitocondrial (TPMM). A indução do inchamento osmótico mitocondrial foi prevenida por EGTA e vermelho de rutênio, indicando a dependência da TPMM de Ca2+. A oxidação de proteínas tiol mitocondrial, um mecanismo bem estabelecido como causador da TPMM, foi detectado. Entretanto, nenhuma alteração significante foi observada no estado redox de GSH. A oxidação de NAD(P)H e o acúmulo de espécies reativas de oxigênio produzidas pela mitocôndria foram observadas, em ambos os casos, foram prevenidas por CsA e/ou EGTA, indicando que são conseqüências da TPMM induzida pelo extrato de T. indica. Portanto, sem aparente envolvimento do estresse oxidativo no processo, sugerindo uma interação direta de compostos do extrato com grupos tiólicos de proteínas da membrana. O extrato de T. indica induziu uma depleção de ATP associada à TPMM, mostrando assim potencial para causar a morte celular por apoptose ou necrose, resultante da indução da TPMM por si ou pela depleção do ATP via TPMM. In vitro, o extrato apresentou capacidade scavenger de radicais livres, verificado pelo ensaio do DPPH, radical superóxido e radical hidroxil; e ainda foi capaz de diminuir a lipoperoxidação mitocondrial. Além disso, em baixas concentrações, o extrato mostrou uma propriedade quelante de Fe2+.Tamarindus indica L. is a natural dietary component widely consumed by humans, presenting well established anti-inflammatory, anti-diabetic and anti-hepatotoxic properties. In addition, as we have previously demonstrated, extract presents hypolipemic and antioxidant activities. We show here the effects of T. indica extract on isolated rat liver mitochondria. In the presence of Ca2+, the extract caused mitochondrial concentration-dependent swelling, associated to, resting respiration increase (V4), membrane potential dissipation and release of pre-accumulated Ca2+, inhibited by cyclosporine A (CsA) and thus ascribable to mitochondrial permeability transition (MPT). This swelling induction was prevented by EGTA and ruthenium red, indicating strict dependence of MPT on Ca2+. Oxidation of mitochondrial membrane protein thiols, a well established mechanism causing MPT was detected. However, no significant change was observed in the GSH redox state, and the NADPH oxidation and accumulation of mitochondria-generated reactive oxygen species that was observed, were prevented by CsA and/or EGTA, indicating that they are consequence of the MPT induced by T. indica extract. Therefore, no apparent oxidative stress condition is involved as cause of this process suggesting that direct interaction with membrane protein thiol groups of the compounds responsible for MPT induction occurs. T. indica extract led to MPTassociated ATP depletion, thus showing the potential to cause cell death by apoptosis or necrosis resulting from MPT induction per se or from ATP depletion by MPT. In vitro, the extract presented free radical scavenging ability, as assessed by the 2,2-diphenyl-1- picrylhydrazyl (DPPH), superoxide radicals and radical hydroxyl assays, and led to decreased lipid peroxidation in mitochondria, as assessed by the thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) assay. In addition, the extract showed an iron chelanting property in low concentrations.
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Caubère, Céline. "Molecular and functional interactions between apolipoprotein O and caveolin 3 in the heart : implication in the development of metabolic disorder-associated cardiomyopathy." Toulouse 3, 2013. http://thesesups.ups-tlse.fr/2755/.
Full textAbstract:
L'apolipoprotéine O (ApoO) est une nouvelle apolipoprotéine connue pour être régulée positivement dans le cœur de l'obèse et du diabétique. Dans cette thèse, nous montrons que l'ApoO est une protéine mitochondriale qui interagit avec l'adénine nucléotide translocase (ANT), une protéine régulatrice du pore de perméabilité de transition mitochondrial (mtPTP). Ce pore, crucial pour le destin de la cellule, peut en situation d'ouverture permanente induire la mort cellulaire par apoptose ou nécrose. Toutefois, une ouverture transitoire du pore est associée à des régulations homéostatiques ioniques. Nous rapportons ici que l'ApoO par son interaction avec l'ANT, conduit à l'ouverture ménagée du mtPTP, induisant un découplage de la respiration mitochondriale, un shift métabolique de la cellule cardiaque vers l'entrée, l'oxydation et l'accumulation massive de lipides, conduisant in fine à la lipotoxicité cardiaque, à la dysfonction mitochondriale et à l'apoptose des cellules. Néanmoins, la fonctionnalité de l'ApoO apparaît régulée par la cavéoline 3 (Cav-3), une protéine bien connue pour son rôle dans l'homéostasie lipidique, dans la régulation des processus cellulaires et dans les mécanismes de cardioprotection. Nous montrons que la Cav-3 est augmentée par la surexpression de l'ApoO via une voie dépendante du cholestérol. Le stress métabolique induit par l'action de l'ApoO sur le mtPTP conduit à une translocation de Cav-3 à la mitochondrie où elle interagit avec l'ApoO. Cette interaction est cruciale pour le maintien du cycle ouverture-fermeture du mtPTP, car elle module l'interaction ApoO-ANT, rétablit une respiration couplée à la production ATP, permettant ainsi à la cellule cardiaque de retrouver un métabolisme efficace, de réduire la dysfonction mitochondriale et la mort cellulaire. Les rôles de l'ApoO et de la Cav-3 dans l'homéostasie mitochondriale suggèrent de nouvelles stratégies pour contrôler les situations pathophysiologiques associées aux dysfonctions mitochondriales, telles que les désordres métaboliques et les cardiomyopathiesWith the dramatic modification of the lifestyle in the last century, new pandemic public health issues have emerged. The increase in the prevalence of obesity and its strong association with cardiovascular diseases has aroused interest in the understanding of mechanisms linking metabolic disorders and cardiac dysfunctions. It has recently emerged that cardiac altered energy metabolism, lipotoxicity, insulin resistance and mitochondrial alterations are leading causes in the development of metabolic or diabetic cardiomyopathy. Through a functional genomics study aimed at identifying genes differentially regulated in the heart by obesity, we discovered a new apolipoprotein (ApoO) which is also overexpressed in the myocardium from diabetic patients. In attempt to uncover how changes in the expression of this protein relate to modifications of cardiac function, we used cardiac myoblasts, human heart samples a well as cardiac specific transgenic mouse lines constitutively expressing ApoO at physiological levels. We show that ApoO localizes within mitochondria and induces mitochondrial dysfunction in mouse and human heart. ApoO interacts with adenine nucleotide translocase (ANT) which is known as mitochondrial permeability transition pore (mtPTP) regulator. This interaction enhances mtPTP opening, thereby inducing "mild uncoupling". Consequently, mitochondrial respiration, oxidative phosphorylation and fatty acid metabolism are enhanced. This cascade of events generates a mitochondrial metabolic sink whereby cells accumulate lipids and lipotoxic byproducts leading to apoptosis, loss of cardiac cells and cardiomyopathy, mimicking the metabolic phenotype of the diabetic heart. As a spin-off of these observations, we proposed a model for the original molecular mechanisms accounting for ApoO induced mitochondrial dysfunction and lipotoxicity. Besides, we observed that ApoO expressing cardiomyocytes develop adaptive mechanisms to protect cells from the ApoO-induced excessive oxidative metabolism. As revealed in human auricular heart samples and expression database from human heart ventricles, Caveolin-3 (Cav-3) expression is positively correlated to ApoO levels. Cav-3, the main caveolin isoform in cardiac myocytes, is known to have scaffolding domains that anchor and regulate the function of proteins, thereby modulating a variety of cellular processes. These properties make Cav-3 as an actor for cardiac protection. Interestingly, ApoO-induced metabolic stress, both in mouse heart and in vitro in cardiac cells, leads to a rise in Cav-3 levels and its translocation to mitochondria where it interacts with ApoO, through a direct association between the C-terminal scaffolding domain of Cav-3 and the specific aromatic caveolin binding motif (CBM) of ApoO. Blue native polyacrylamide gel electrophoresis of mouse heart mitochondrial protein complexes reveals that ApoO and Cav-3 are present in the same macromolecular complex with known mtPTP regulators. We show that ApoO and Cav-3 interaction results in a protective effect through reduction of ApoO-induced mild uncoupling and consequently restoration of coupled respiration and reduction in apoptosis. Site-directed mutagenesis in ApoO CBM domain prevents its interaction with Cav-3 and led to a loss of Cav-3-mediated protection, as reflected by strongly enhanced uncoupling which is considered as one hallmark of mitochondrial dysfunctions. Therefore, the involvement of ApoO and Cav-3 in mitochondrial homeostasis may reveal novel strategies to control pathophysiological situations involving mitochondrial dysfunctions, such as metabolic disorders and cardiomyopathies
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Ciminelli, Marc. "The cardioprotective effect of a short-term aerobic exercise program and the mitochondrial permeability transition pore of the Rat." Thèse, 2005. http://hdl.handle.net/1866/15451.
Full text
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Csukly, Kristina. "Skeletal muscle disuse atrophy : implications on intracellular signaling pathways and mitochondrial permeability transition pore function." Thèse, 2006. http://hdl.handle.net/1866/15465.
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Marcil, Mariannick. "Effet de l'hypertrophie cardiaque physiologique et pathologique sur la régulation du pore de perméabilité transitionnelle." Thèse, 2008. http://hdl.handle.net/1866/6472.
Full text
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Matas, Jimmy. "Implication de la cyclophiline-D et du pore de perméabilité transitionnelle dans la vulnérabilité mitochondriale du coeur hypertrophié." Thèse, 2008. http://hdl.handle.net/1866/7732.
Full text
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Ascah, Alexis. "Vulnérabilité cardiaque au stress au cours du remodelage ventriculaire pathologique : rôle de la mitochondrie et du pore de perméabilité transitionnelle (PTP)." Thèse, 2010. http://hdl.handle.net/1866/5233.
Full textAbstract:
L’objectif central de cette thèse de Doctorat était d’investiguer les dysfonctions mitochondriales qui surviennent précocement au cours de la phase compensée du remodelage ventriculaire pathologique et qui pourraient jouer un rôle causal dans la progression vers l’insuffisance cardiaque.
Nos travaux antérieurs, réalisés à l’aide d’un modèle de surcharge volumique chronique induite par une fistule aorto-cavale (ACF) chez le Rat WKHA, ont montré qu’au cours du remodelage ventriculaire, les mitochondries développaient une vulnérabilité à l’ouverture du pore de perméabilité transitionnelle (PTP : un élément clé de la signalisation de la mort cellulaire) [1]. Ceci était observable au stade compensé du remodelage en absence des dysfonctions mitochondriales majeures typiquement observées dans le cœur insuffisant. Ces résultats nous ont amenés à suggérer que la vulnérabilité à l’ouverture du PTP pourrait constituer un mécanisme précoce favorisant la progression de la cardiopathie. Dans l’étude 1 de cette thèse, nous avons tenté de tester cette hypothèse en induisant une ACF chez deux souches de rats affichant de très nettes différences au niveau de la propension à développer l’insuffisance cardiaque : les souches WKHA et Sprague Dawley (SD). Nos études in vitro sur organelles isolées et in situ sur l’organe entier ont permis de confirmer que, dans le cœur ACF, les mitochondries développent une vulnérabilité à l’ouverture du PTP et à l’activation de la voie mitochondriale de la mort cellulaire lorsqu’exposées à des stress pertinents à la pathologie (surcharge calcique, ischémie-reperfusion [I-R]). Cependant, bien que comparativement aux animaux WKHA, les animaux SD démontraient un remodelage ventriculaire plus rapide et prononcé et une progression précoce vers l’insuffisance cardiaque, aucune différence n’était observable entre les deux groupes au niveau des dysfonctions mitochondriales, suggérant quelles ne sont pas à l’origine de la progression plus rapide de la pathologie chez la souche SD, à tout le moins en réponse à la surcharge volumique.
Nous avons par la suite déterminé, à l’aide des mêmes approches expérimentales, si cette vulnérabilité mitochondriale était observable dans une cardiopathie d’étiologie différente, plus spécifiquement celle qui est associée à la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD), une maladie génétique causée par une mutation de la protéine dystrophine. Nos études menées (études 2-4) sur de jeunes souris mdx (le modèle murin de la DMD) exemptes de tout signe clinique de cardiopathie n’ont révélé aucune différence au niveau des fonctions mitochondriales de base. Cependant, tout comme dans le modèle d’ACF, les mitochondries dans le cœur de souris mdx étaient significativement plus vulnérables à l’ouverture du PTP lorsque soumises à une I-R (étude 2). Par ailleurs, nous avons démontré que l’administration aiguë de sildénafil aux souris mdx induisait une abolition de l’ouverture du PTP et de ses conséquences signalétiques, une diminution marquée du dommage tissulaire et une meilleure récupération fonctionnelle à la suite de l’I-R (étude 3). Nous avons ensuite testé chez la souris mdx l’administration aiguë de SS31, un peptide anti-oxydant ciblé aux mitochondries, cependant aucun effet protecteur n’a été observé, suggérant que le tamponnement des radicaux libres est d’une utilité limitée si les perturbations de l’homéostasie calcique typiques à cette pathologie ne sont pas traitées simultanément (étude 4).
Globalement, les travaux effectués au cours de cette thèse démontrent que la vulnérabilité à l’ouverture du PTP constitue une dysfonction précoce et commune qui survient au cours de remodelages ventriculaires pathologiques d’étiologies différentes. Par ailleurs, ces travaux suggèrent des stratégies d’intervention pharmacologiques ciblant ce processus, dont l’efficacité pour la prévention de l’insuffisance cardiaque demande à être établie.The central objective of this doctoral thesis was to investigate the mitochondrial dysfunction that occurs early during the compensated phase of pathological ventricular remodeling and which may play a causal role in the progression to heart failure. Our previous work using a model of chronic volume overload induced by aorto-caval fistula (ACF) in rats WKHA showed that during the ventricular remodeling, mitochondria developed a vulnerability to permeability transition pore opening (PTP: a key component of cell death signaling) [1]. This was observed at the stage of compensated remodeling in the absence of major mitochondrial dysfunction typically observed in the failing heart. These results led us to suggest that the vulnerability to PTP opening could be a mechanism facilitating the progression of the cardiomyopathy. In our first study of this thesis we have attempted to test this hypothesis by inducing ACF in two strains of rats displaying sharp differences in the propensity to develop heart failure: WKHA strains and Sprague Dawley (SD). Our studies in vitro on isolated organelles and in situ on the whole organ have confirmed that, in the ACF heart, mitochondria develop a vulnerability to PTP opening and activation of mitochondrial cell death when exposed to stresses relevant to the pathology (calcium overload, ischemia-reperfusion [I-R]). However, SD animals compared to WKHA showed a more rapid and pronounced ventricular remodeling and early progression to heart failure, no difference was found between the two groups in terms of mitochondrial dysfunction, suggesting that this is not behind the more rapid progression of the disease in the SD strain, at least in response to volume overload. We subsequently determined, using the same experimental approaches, if this vulnerability was observed in mitochondria of heart disease from other etiology more specifically that associated with Duchenne muscular dystrophy (DMD), a genetic disease caused by a mutation of the protein dystrophin. Our studies (studies 2-4) on young mdx mice (the mouse model of DMD) free of clinical signs of heart disease showed no difference in basal mitochondrial functions. However, as in the model of ACF, the mitochondria of mdx mice heart were significantly more vulnerable to PTP opening when subjected to I-R (study 2). Furthermore, we demonstrated that acute administration of sildenafil to mdx mice abolished the PTP opening and its signaling consequences, markedly reduced of tissue damage and improved functional recovery following I-R (Study 3). We then tested in mdx mice acute administration of SS31, an antioxidant peptide that targets and accumulates in mitochondria. However, no protective effect was observed, suggesting that the buffering of free radicals have a limited utility if the typical perturbations of the calcium homeostasis in this disease are not treated simultaneously (Study 4). Overall, the work done during this thesis show that the vulnerability to PTP opening is a common and early dysfunction that occurs during pathological ventricular remodeling of different etiologies. Moreover, these studies suggest pharmacological intervention strategies targeting this process, whose effectiveness in preventing heart failure needs to be established.
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Hadzimichalis, Norell Melissa. "Acetaminophen-mediated cardioprotection via inhibition of the mitochondrial permeability transition pore-induced apoptotic pathway." 2008. http://hdl.rutgers.edu/1782.2/rucore10001600001.ETD.17322.
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Huang, Bo-Ru, and 黃柏儒. "Ursolic acid-induced a necrotic death through modulation of mitochondrial permeability transition pore in DBTRG-05MG cells." Thesis, 2013. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/q5g3xz.
Full textAbstract:
碩士國立中興大學
食品暨應用生物科技學系所
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Glioblastoma (GBM), the most common brain tumor in adult, which is characterized by extensive heterogeneity at the cellular and molecular level. Due to the tumor cells posses aggressiveness and an obstacle to the design of effective therapies. Recently, phytochemicals have been widely focused on their chemopreventive activities such as they offered the similar benefits but without higher toxicity than the clinical chemotherapy. In the first part, we initially evaluated the drug resistance by examined the cell viability of six GBM cell lines. The GBM cell line which had vigorous drug resistance was then used to investigate the cell toxicity by treatment with ten phytochemicals. The results showed that DBTRG-05MG cell line was found specifically insensitive in temozolomide treatment. Moreover, ursolic acid (UA) possessed stronger cytotoxicity effect among the ten potential phytochemicals. UA-induced cell death was parallel by a LDH leakage, rapid loss of mitochondria membrane potential and ATP and enhancement of both intracellular ROS and calcium, but it was not through apoptosis and autophagy. These data revealed that UA might induce necrosis in DBTRG-05MG cells. Recently, many studies have indicated that a necroptotic inducer might be considered as an alternative therapy in cancer treatments available. Although necrotic cell death has been regarded as a purely unintended event, the recent findings of multiple instances of regulated necrosis, such as death receptor, calcium-calpain activation, DNA damage and mitochondrial permeability transition pore opening were reported. Moreover, cyclosporin A, an inhibitor of cyclophilin D effectively decreased UA-induced cell death, loss of mitochondrial membrane potential and ATP depletion. Cyclophilin D was up-regulated by UA was correlated with the cell viability in DBTRG-05MG cells. These phenomena was mechanistically associated with mitochondrial permeability transition pore opening. Taken together, this study demonstrated that induction of mitochondrial permeability transition pore opening could effective induce cell death by UA treatment.
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Cheng, Yu [Verfasser]. "Modulation of the activity of the mitochondrial BK-channel and of the permeability transition pore by hypoxia and apoptotic factors / von Yu Cheng." 2010. http://d-nb.info/1003697852/34.
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