Dissertations / Theses on the topic 'Adaptation mitochondriale'
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N'Guessan, Banga Benoît. "Traitement immunosuppresseur et muscles striés : évaluation et adaptation de la fonction mitochondriale du sujet transplanté cardiaque." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2003. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2003/NGUESSAN_Banga_Benoit_2003_ED414.pdf.
Full textDespite a near-normalization of their cardiac function, heart transplant recipient displayed a limited physical capacity, at maximal exercise. This physical limitation has been in part attributed to altered energetical metabolism in peripheral muscle, which precise mechanisms are still undetermined. However, immunosuppressive treatment, particularly cyclosporin A, and deconditionning have been closely suspected to be the major causes of muscular abnormalities after cardiac transplantation. The aim of this study was to determine the respective contribution of cyclosporin A and deconditionning in physical limitation of heart transplant recipient. To this end, we have characterized the phenotypic and functional properties of their skeletal and cardiac muscles, and have determined the effects of an endurance training program on these various parameters. Our results demonstrate that the intrinsic properties of muscular mitochondria, remain normal in heart transplant recipient, long after transplantation, either at the level of quantitative functional characteristics than at their adaptative mechanisms of regulation of cellular energy production and transfer. This study suggests that the muscular mitochondrial function and its adaptative mechanisms are not directly affected in vivo by clinical immunosuppressive treatment. Others non-mitochondrial actors such as the capillary network and some signaling pathways implicated in phenotypic muscular transition, should represent preferential targets of immunosuppressive drugs in peripheral muscle of heart transplant recipient
Caiveau, Olivier. "Propriétés dynamiques et fonctionnelles des membranes des mitochondries de mutants d'Arabidopsis thaliana affectés dans les activités désaturases du reticulum endoplasmique." Paris 6, 2001. http://www.theses.fr/2001PA066403.
Full textNait, Eldjoudi Amina. "Unraveling escape and metastasis mechanisms in triple negative breast cancer following chemotherapy treatment." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2023. http://www.theses.fr/2023ULILS119.
Full textTriple negative breast cancer (TNBC) is a highly aggressive breast cancer subtype, primarily treated with chemotherapy. However, approximately 50% of patients experience relapse with metastasis within 3 to 5 years post-treatment. To gain insight into the post-chemotherapy escape and metastasis formation of TNBC cancer cells, we established TNBC cell models by treating SUM159-PT and MDA-MB-231 cells with epirubicin, cyclophosphamide, and paclitaxel. simulating clinical protocols. We initially focused on the mitochondrial adaptation of these chemo-persistent cells. MDA-MB-231 cells showed reduced chemosensitivity, associated with increased oxidative phosphorylation and altered tricarboxylic acid cycle intermediates. In contrast, SUM159-PT cells retained sensitivity. Targeting mitochondrial pyruvate metabolism with UK-5099 re-sensitized persistent cells to therapeutic agents, suggesting a potential strategy to overcome mitochondrial adaptation. Persistent cells exhibited increased migration, invasion, survival in suspension culture, with SUM159-PT cells displaying increased adhesion to endothelial cells. In vivo xenograft studies confirmed these observations, emphasizing increased cell growth and metastatic colonization in vital organs, particularly the brain. The enhanced trophism for brain could be explained by the fact that persistent TNBC cells exhibited increased abilities to transmigrate through BBB, to invade the brain parenchyma and to grow in a brain-like 3D matrix. In a second phase of our study, we investigated the molecular mechanisms facilitating brain metastasis of these persistent cells. proteomic analysis identified upregulated proteins, notably COL1A1, frequently elevated in TNBC patients. Increased COL1A1 correlated with poor prognosis and enhanced metastasis. Inhibition of COL1A1 reduced metastatic potential both in vitro and in vivo, highlighting its potential as a therapeutic target in preventing brain metastasis post chemotherapy treatment.Collectively, these findings provide insight into the adaptive mechanisms employed by cancer cells in response to chemotherapy, and suggest that targeting mitochondrial pyruvate metabolism may help to overcome the mitochondrial adaptations in TNBC cells. Furthermore, our data illuminate how combined and sequential chemotherapy may increase the metastatic potential of TNBC cells, particularly towards the brain. We have pinpointed COL1A1 as a key factor promoting various stages of brain metastasis formation in chemotherapy-resistant TNBC cells. Additional research is required to elucidate the detailed mechanisms behind COL1A1 overexpression.Using the identical drug regimen, we implemented a short, combined, and sequential treatment to replicate initial proteomic alterations in extracellular vesicles released by persistent TNBC cells. This approach also explored the impact of chemotherapy on angiocrine factors from endothelial cells, suggesting the role of the chemo-induced secretome in evading treatment and facilitating metastasis post-chemotherapy. Although this aspect of our study is currently in its early phases, the findings underscore the necessity for further experimental validation
Singh, François. "Skeletal muscle toxicity and statins : role of mitochondrial adaptations." Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAJ050/document.
Full textAlthough statins are the most prescribed class of lipid-lowering agents, adverse muscular toxicity has been reported, which can lead to the appearance of a myopathy. In the first part, we showed in Humans and animals that statins inhibit directly the mitochondrial respiratory chain, and induce the production of reactive oxygen species (ROS), that trigger apoptotic pathways in glycolytic skeletal muscles, whereas oxidative muscles are not impaired. We then showed in vitro that reductive stress can provoke mitochondrial oxidation, that could lead to an activation of mitochondrial biogenesis pathways. Moreover, the consequent increase in mitochondrial content enabled to protect cells against statin-induced apoptosis. Finally, we showed in vivo that the induction of mitochondrial biogenesis is necessary for statin tolerance in oxidative skeletal muscles. In conclusion, mitochondrial phenotype, both quantitatively and qualitatively, seems to be a key factor in the appearance of statin myopathy
Schlagowski, Anna Isabel. "Etude des adaptations mitochondriales dans le muscle squelettique : importance de l'hormèse mitochondriale." Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAJ105/document.
Full textThe mechanisms regulating the metabolic phenotype adaptations in skeletal muscle during physical exercise is still unknown.We studied the mitochondrial hormesis phenomenon that could be defined as a metabolic stress activating the signaling pathways leading to a mitochondrial stimulation (mitochondrial biogenesis).In the first part, we validated the utilization of a new system determining the gas exchange in rat during a treadmill exhaustive exercise. We showed that a submaximal downhill exercise activate moderately the cardiovascular system, without mitochondrial functional impairments and without any augmentation of the systemic ROS production. In the second part, we showed that a mitochondrial uncoupling following a dinitrophenol treatment during 3 weeks in rats induced some metabolic adaptations leading to a higher mitochondrial mass in skeletal muscle. The exercise capacity of these animals is reduced whereas the maximal oxygen consumption is higher.In the last part, we showed that a preconditioning protocol with an acute exercise protected the skeletal muscle mitochondria from the deleterious effects of ischemia-reperfusion. This exercise seems to activate the muscular metabolism via a phenomenon of mitochondrial hormesis activation, allowing an efficient muscular protection.In conclusion, this thesis shows the importance of the mitochondria in terms of qualitative and quantitative aspects and shows the participation of this organelle in the exercise limitation. Moreover, these works suggest that the optimization of the mitochondrial function could be a good guarantee in order to efficiently fight against oxidative stress at the level of the whole organism
Buchet-Poyau, Karine. "Cellules humaines dépourvues d'ADN mitochondrial : métabolisme adaptatif et utilisation dans l'étude génétique des pathologies mitochondriales." Lyon 1, 1999. http://www.theses.fr/1999LYO10192.
Full textButera, Gaia. "Mitochondrial adaptation in parvalbumin knockout muscle fibres." Doctoral thesis, Università degli studi di Padova, 2019. http://hdl.handle.net/11577/3422345.
Full textSalle, Agnès. "Métabolisme énergétique chez l'obèse et le diabetique de type 2." Angers, 2006. http://www.theses.fr/2006ANGE0054.
Full textWeight change in type 2 diabetic patients (T2D) is distinctive with an inclination towards weight gain with insulin, and conversely a difficulty in weight loss in weight reduction programmes. Our results show that after one year of insulin treatment, resultant weight gain is composed primarly of fat-free mass and it appears not to incrase cardivascular risk. Our results also show that in the early stage of their disease, T2D lose the same amount of weight as obese nondiabetic patients and that in both cases there is non whole body or mitochondrial energy metabolism adaptation that can explain the stabilisation of weight observed from the 5th month onwards. Furthermore, there is no specific adaptation of energy metabolism in T2D as their basal metabolism is not any different to that of obese nondiabetic patients or after weight loss. Insulin resistance is not a determinant of energy metabolism
Bigger, Brian William. "Adaptation of the mitochondrial genome as a vehicle for gene delivery." Thesis, Imperial College London, 2000. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.325568.
Full textBertaux, Audrey. "Influence du métabolisme mitochondrial dans l'hématopoïèse : Analyse de la réponse adaptative des cellules de la moelle osseuse et des thymocytes au dysfonctionnement de l’OXPHOS." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS040/document.
Full textBy integrating different biochemical pathways and generating energy in form of ATP, through the electron transfer associated to oxidative phosphorylation (OXPHOS), mitochondria play a key role in cellular metabolism. In the hematopoietic cells, the mitochondrial metabolism appears implicated in proliferation, differentiation, activation and self-renewal regulation. In this context, the aim of my PhD work was to unravel the response of bone marrow (BM) cells, B-cells and thymocytes to OXPHOS dysfunction. To do that, we have developed two original hematopoietic cell-specific murine models deficient in the mitochondrial proteins AIF or NDUFS4. Severe (AIF KO) or moderate (NDUFS4 KO) OXPHOS dysfunction leads to pleiotropic consequences on hematopoietic development, including pancytopenia, BM aplasia, alterations in the development of the B-cell and erythroid lineages and T-cell developmental blockade at the immature stage. Strikingly, in response to OXPHOS dysfunction, BM cells stimulate anaerobic glycolysis and mitochondrial biogenesis, whereas thymocytes favor the assimilation and degradation of fatty acids. Overall my work, which included in vivo, ex vivo and in vitro approaches, underlines the relevance of OXPHOS and mitochondrial metabolism in the development of the hematopoietic cells
McCullagh, Bonnie. "Sequence evolution among divergent mitochondrial haplotypes within species of Junonia butterflies." Journal of Asia-Pacific Entomology, 2015. http://hdl.handle.net/1993/31105.
Full textFebruary 2016
Desquiret, Valérie. "Mitochondrie et stress énergetique : voies de signalisation et adaptations cellulaires." Phd thesis, Université d'Angers, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00433520.
Full textCampo, Antonio. "Role and regulation of the mitochondrial calcium uniporter (MCU) in cardiac adaptation to stresses." Doctoral thesis, Università degli studi di Padova, 2018. http://hdl.handle.net/11577/3427141.
Full textDal momento della nascita, per tutta la durata della vita, il miocardio è costituito da un numero pressoché fisso di cardiomiociti (CM). Infatti, la crescita postnatale del cuore è di tipo ipertrofico, per cui lo sviluppo del cardiomiocita, anch’esso di tipo ipertrofico, avviene attraverso un profondo rimodellamento strutturale, funzionale e metabolico. Una volta raggiunto un completo sviluppo, il cuore adatta continuamente la sua contrattilità e struttura in base alle richieste perfusionali dell’organismo, che variano in base a fattori intrinseci ed ambientali. Stimoli acuti determinano la modulazione della contrattilità, mentre stimoli cronici, che richiedono una performance elevata nel tempo, fanno sì che i cardiomiociti rimodellino la loro struttura, crescendo ulteriormente per sostenere l’aumentato carico meccanico. In base a tipo, intensità e durata dello stimolo ipertrofico, il rimodellamento cardiaco può portare ad ipertrofia fisiologica (come nel caso del “cuore d’atleta”) o patologica (ad esempio nel sovraccarico pressorio): in quest’ultimo caso, la crescita ipertrofica risulterà nel tempo in scompenso cardiaco, insufficienza cardiaca e morte. Nonostante i fenotipi cellulare e clinico siano distinti, il comune denominatore di queste condizioni è che, nelle fasi iniziali, i processi sono di tipo adattativo e comprendono la deposizione di nuovi sarcomeri nei cardiomiociti, per garantire una contrattilità migliorata o quanto meno preservata. Queste proprietà richiedono entrambe una maggiore produzione di ATP. Non sorprende quindi il fatto che la regolazione della funzione mitocondriale sia un processo critico per la produzione di ATP, per soddisfare il fabbisogno energetico durante la crescita ipertrofica. I mitocondri sono la “centrale energetica” della cellula e la concentrazione di Ca2+ opera come un regolatore dinamico primario della produzione di ATP. Nei cardiomiociti, l’influsso di Ca2+ nella matrice mitocondriale avviene durante l’aumento di Ca2+ sistolico ed è mediato dal complesso dell’uniporto mitocondriale per il calcio (MCUC), recentemente identificato. L’uptake di Ca2+ mitocondriale è un processo fondamentale nella modulazione acuta della contrattilità durante la risposta “fight-or-flight” attivata dall’attivazione dei recettori ß-adrenergici. A prova di ciò, la delezione di MCU nel modello murino diminuisce la capacità d’esercizio7, mentre la riduzione di MCU nelle cellule del nodo senoatriale o dei ventricoli riduce le risposte cronotropiche o contrattili, rispettivamente, indotte dalla stimolazione ß-adrenergica. Al momento non è noto se avvengano cambi nell’espressione delle proteine formanti MCUC in diverse situazioni fisiopatologiche, così come non è noto l’effetto della modulazione dell’uptake di Ca2+ mitocondriale durante il rimodellamento cardiaco. Su queste basi, gli obiettivi del mio progetto di dottorato sono: 1) Identificare i meccanismi molecolari coinvolti nella regolazione endogena di MCU; 2) Determinare se MCU ha un ruolo nel rimodellamento fisiologico e patologico del cuore; 3) Sviluppare un modello sperimentale di cardiomiociti isolati da cuori neonati per la caratterizzazione in vitro delle dinamiche del Ca2+mitocondriale su tempi prolungati. Risultati. 1. Il contenuto dell’uniporto mitocondriale per il calcio (MCU) nei cardiomiociti è dinamicamente regolato da miR-1 nell’ipertrofia fisiologica e patologica. In esperimenti preliminari condotti nel nostro laboratorio, abbiamo confrontato i livelli proteici di MCU in cuori normali ed ipertrofici, ed abbiamo osservato che le variazioni nel contenuto proteico di MCU non erano accompagnate da variazioni in parallelo del suo trascritto. Ciò ci ha portato ad investigare se, nel rimodellamento cardiaco, potesse avvenire una regolazione post-trascrizionale di MCU. Ci siamo così focalizzati sui microRNA (miR), piccole sequenze non codificanti di RNA (18-25 nucleotidi) capaci di modulare finemente l’espressione di svariati geni, grazie all’interferenza con la stabilità o la traduzione dell’mRNA target. Un numero crescente di evidenze rivela il ruolo fondamentale dei miRs nell’ipertrofia cardiaca e, in altri tessuti, è stato dimostrato come certi miR regolino il contenuto di MCU. Tramite ricerca bioinformatica, abbiamo identificato diversi microRNA che potrebbero appaiarsi alla regione 3’UTR di MCU. Tra questi, ci siamo focalizzati su miR-1 per la sua espressione muscolo-specifica, il suo ruolo critico nell’ipertrofia cardiaca, la sua omologia conservata tra diverse specie e la specificità per MCU tra i membri del complesso MCUC. Il saggio di luciferasi ha confermato quanto predetto dalla bioinformatica ed ha permesso di identificare specifiche sequenze complementari sul gene di MCU. Consistentemente, cardiomiociti over-esprimenti miR-1 hanno mostrato un diminuito contenuto proteico di MCU senza alterazioni nel suo mRNA, risultando in una riduzione significativa nella capacità di importare Ca2+ nella matrice mitocondriale. Quindi, abbiamo testato l’ipotesi che il contenuto di MCU fosse modulato in condizioni di ipertrofia associate a variazioni nell’espressione di miR-1, quali: i) lo sviluppo postnatale, ii) l’esercizio moderato, iii) il sovraccarico pressorio. Confrontando cuori neonati ed adulti abbiamo osservato che l’espressione di miR-1 aumenta, in linea col suo ruolo di repressore del programma genico fetale. Questo calo di miR-1 è accompagnato da un aumento nel contenuto proteico di MCU senza che ne aumentasse il trascritto. Inoltre, abbiamo osservato come solo il contenuto di MCU vari, tra i vari membri del complesso, eccezion fatta per l’mRNA di MCUb, che aumenta. Quindi, abbiamo analizzato l’asse miR-1/MCU in cuori ipertrofici murini e umani, con rimodellamenti sia fisiologici che patologici. Nei topi, l’ipertrofia fisiologica è stata indotta tramite protocollo di esercizio cronico, efficace nel determinare ingrandimento cardiaco, dei singoli cardiomiociti ed un aumento della contrattilità35. Il confronto coi cuori di topi sedentari ho dimostrato come il livello di miR-1 scenda nell’esercizio e, consistentemente, quello proteico di MCU salga. L’analisi del complesso in cuori sottoposti a costrizione aortica ha dimostrato come, durante l’iniziale fase compensata, caratterizzata da crescita dei cardiomiociti senza scompenso, le variazioni di miR-1 e MCU rispecchino quelle osservate nei topi esercitati. Inoltre, le reciproche variazioni di miR-1 e MCU accadono anche in un modello di ipertrofia di rilevanza clinica, come dimostrato dalle analisi di biopsie cardiache umane provenienti da donatori sani e pazienti con ipertrofia causata da stenosi aortica. Questi risultati indicano che, indipendentemente dalla natura dello stimolo ipertrofico (fisiologico o ipertrofico), l’iniziale adattamento cardiaco all’aumentata richiesta contrattile è caratterizzato da analoghi aumenti nella disponibilità cellulare di MCU. Viste le variazioni analoghe dell’asse miR-1/MCU riscontrate sia in ipertrofia indotta da esercizio che in quella compensata patologica, abbiamo ipotizzato che ci sia un meccanismo regolatorio comune. Ci siamo così focalizzati sul sistema ß-adrenergico, il primo meccanismo fisiologico coinvolto nella risposta all’aumentato carico di lavoro, condizione che accomuna sia ipertrofia da esercizio che da costrizione aortica. L’attivazione del signalling ß-adrenergico, infatti, determina aumento delle oscillazioni di Ca2+ citosolico e conseguentemente dell’uptake mitocondriale. In parallelo, l’attivazione di queste cascate di segnale è coinvolta nell’attivazione di vie di segnale di ipertrofia come Akt-FOXO. È interessante notare che l’espressione di miR-1, come è stato dimostrato, dipende da FOXO3a, indicando che, in condizioni di attivazione cronica dei recettori ß-adrenergici, il blocco della traslocazione nucleare di FOXO3a potrebbe inibire l’aumento di miR-1. Per supportare questa ipotesi, abbiamo trattato topi sottoposti a costrizione aortica col ß-bloccante metoprololo che, in linea con quanto ipotizzato, è stato in grado di abolire la repressione di miR-1 e di conseguenza l’aumento di MCU. Conclusioni e prospettive future. Complessivamente, i nostri dati identificano miR-1 come un nuovo regolatore post-trascrizionale di MCU e supportano l’idea che l’asse miR-1/MCU sia coinvolto nel rimodellamento ipertrofico fisiologico e patologico. Esperimenti futuri mireranno ad approfondire il ruolo causale di miR-1 nella modulazione di MCU, ed a identificare la via molecolare coinvolta nel processo. Attualmente esistono tools farmacologici (quali miR-mimics o antagomiRs) in grado di interagire coi miR endogeni, antagonizzandoli o sostituendoli, modulando con efficacia e selettività l’espressione degli mRNA target. Su queste basi, il nostro studio sull’asse miR-1/MCU può aprire a nuove prospettive terapeutiche per trattare l’ipertrofia cardiaca. 2. MCU partecipa all’adattamento cardiaco a stimoli ipertrofici. L’osservazione di come il contenuto di MCU cali durante la fase maladattativa dell’ipertrofia patologica, suggerisce che esso fluttui nelle varie fasi dell’ipertrofia. Questa osservazione ci ha indotto a cercare di determinare se MCU potesse avere un ruolo attivo nel rimodellamento cardiaco. Per testare quest’ipotesi, abbiamo modulato il livello di MCU in topi successivamente sottoposti a sovraccarico pressorio. Inoltre, per avere dettagli meccanicistici sul signalling cellulare, abbiamo modulato l’espressione di MCU in vitro, e abbiamo studiato l’effetto della sua overespressione o silenziamento nella risposta ad incubazione cronica con agonisti adrenergici. Per studiare il ruolo di MCU nell’adattamento cardiaco in vivo, abbiamo overespresso o silenziato l’uniporto mediante l’uso di vettori virali (AAV9). La modulazione di MCU, per sé, non ha alterato la struttura e la performance cardiaca. Tuttavia, quando abbiamo sottoposto gli animali a TAC, abbiamo osservato come l’overespressione di MCU comporti aumentata crescita ipertrofica, confrontando con animali WT allo stesso tempo dopo l’inizio della costrizione aortica. Inoltre, il rimodellamento nei topi overesprimenti ha caratteristiche simili a quello dell’ipertrofia fisiologica, quali aumentata densità capillare, scarsa fibrosi, funzionalità cardiaca preservata anche dopo 8 settimane di sovraccarico pressorio. Al contrario, il silenziamento di MCU ostacola l’adattamento cardiaco all’aumentata pressione, determinando un maladattamento prematuro, con caratteristiche tipiche della cardiomiopatia dilatativa, quali ridotta densità capillare, fibrosi diffusa ed inadeguata contrattilità. Queste caratteristiche hanno portato i topi MCU silenziati a sviluppare scompenso ed insufficienza cardiaca, ed a morire dopo solo 4 settimane dalla TAC. Per approfondire i meccanismi molecolari mediante i quali MCU impatta nella crescita ipertrofica dei cardiomiociti, abbiamo overespresso o silenziato MCU in cardiomiociti neonatali di ratto. Eseguendo esperimenti di live imaging delle dinamiche di Ca2+ mitocondriali con la sonda “mito-CaMeleon”, abbiamo appurato come la modulazione di MCU risulti in aumentato o diminuito uptake di Ca2+ mitocondriale. Se da un lato l’over-espressione di MCU non determina alterazioni morfologiche in condizioni basali, cellule silenziate dimostrano dimensioni maggiori rispetto a cellule di controllo, con evidente alterazioni nella struttura sarcomerica. Per mimare l’iperattivazione del sistema nervoso simpatico che si riscontra nell’ipertrofia sia fisiologica che patologica, abbiamo incubato le cellule con norepinefrina. Anche in questo caso, l’overespressione di MCU aumenta la crescita ipertrofica, mentre il suo silenziamento ha un effetto opposto, contraddistinto da compromissione dei sarcomeri ad attivazione di apoptosi, in evidente analogia ai dati ottenuti in vivo. Le successive analisi sono state mirate per approfondire lo stato di attivazione di divere vie di segnale medianti ipertrofia. Abbiamo rilevato come l’overespressione di MCU, in cardiomiociti sottoposti a stimolazione adrenergica, acceleri l’attivazione dell’asse calcineurina/NFAT. Inoltre, i nostri dati suggeriscono la partecipazione dell’asse Akt/ GSK3ß all’aumentata attivazione di NFAT, in una cascata presumibilmente a valle di CaMKII che fosforila Akt. Infatti, l’inibizione di CaMKII in cardiomiociti MCU overesprimenti determina una crescita ipertrofica comparabile a cellule di controllo. Per concludere, i nostri risultati dimostrano come l’aumento del carico cardiaco, indotto in vivo da TAC ed in vitro da trattamento con noradrenalina, sia ben tollerato quando i livelli di MCU sono aumentati dall’overespressione. Al contrario, il silenziamento di MCU induce, nelle stesse condizioni, morte cellulare e prematuro rimodellamento maladattativo. Questi dati sono in accordo con le nostre osservazioni preliminari che indicano come il contenuto proteico di MCU, che aumenta nell’ipertrofia compensata, diminuisca nel successivo rimodellamento patologico che determina scompenso cardiaco. Inoltre, abbiamo identificato l’asse ß-AR/CaMKII/Akt come cruciale nell’ipertrofia cardiaca e dipendente dalla modulazione di MCU. 3. Sviluppo di un protocollo di coltura che induca la maturazione di cardiomiociti neonatali in vitro Le colture primarie di cardiomiociti neonatali sono un modello cellulare ampiamente utilizzato nella cardiologia molecolare, in quanto possono esser mantenuti in coltura per più giorni e sono facilmente manipolabili geneticamente28. Tuttavia, questo tipo cellulare ha importanti differenze funzionali e strutturali rispetto ai cardiomiociti adulti. Queste differenze vanno dall’espressione di diverse isoforme di miosina (nel topo, dalla ß alla α), necessario per ottimizzare la performance contrattile, a cambi nel metabolismo (che passa da glucidico ad ossidativo), in modo da garantire maggior apporto di ATP in vista di un maggior consumo29. Inoltre, il processo di maturazione postnatale delle cellule comprende alterazioni nelle strutture coinvolte nelle dinamiche di Ca2+ 30. In particolare, nelle cellule neonatali, la contrazione avviene principalmente grazie al Ca2+ che entra dai canali del Ca2+ di tipo L situati nella membrana citoplasmatica. Il Ca2+ che entra attiva direttamente i sarcomeri, con un minimo contributo del Ca2+ contenuto nelle vescicole che costituiscono un immaturo reticolo sarcoplasmatico. Al contrario, nelle cellule adulte la membrana plasmatica ha sviluppato una serie di invaginazioni note come tubuli T che penetrano nella cellula e giungono all’estremità del reticolo sarcoplasmatico, ora costituito dal tipico sistema di cisterne, cosicché i canali del Ca2+ di tipo L siano a stretto contatto coi RyR2, formando cosi le Unità deputate al Rilascio del Ca2+ (CRUs). Questa sofisticata struttura fa sì che le poche molecole di Ca2+ che entrano dai canali nei tubuli T possano scatenare il Rilascio di Ca2+ indotto dal Ca2+ (CICR), determinando l’uscita di un’ingente quantità di ione dal reticolo sarcoplasmatico. Un altro importante cambiamento interessa i mitocondri che, se nel cardiomiocita neonatale occupano principalmente la zona perinucleare, in quello adulto si dispongono anche negli spazi sub-sarcolemmali ed inter-miofibrillari. In questi distretti, i mitocondri sono in prossimità del reticolo sarcoplasmatico, al quale possono ancorarsi fisicamente, trovandosi così in distretti cellulari caratterizzati da elevate concentrazioni di Ca2+. Tenendo a mente questi fattori, il nostro obiettivo è stato quello di sviluppare un protocollo che promuovesse la maturazione di cardiomiociti neonatali verso un fenotipo adulto, ottenendo così un modello sperimentale ottimale per lo studio delle dinamiche del Ca2+ cellulare, ed identificare così i meccanismi che connettono il Ca2+ mitocondriale al rimodellamento ipertrofico. Per indurre la maturazione dei cardiomiociti neonatali abbiamo modificato la composizione dei terreni di coltura tradizionalmente usati. Per mantenere le cellule ad una concentrazione di glucosio simile a quella fisiologica, abbiamo cambiato il costituente principale del terreno, passando da DMEM (Dulbecco’s modified eagle medium) a MEM (minimum essential medium) e riducendo così la concentrazione da 25 mM a 5 mM, valore, quest’ultimo, paragonabile alla concentrazione fisiologica in vivo. Per ridurre la proliferazione dei fibroblasti, che tramite secrezione di fattori di crescita e componenti della matrice extracellulare determinerebbero de-differenziamento dei cardiomiociti, abbiamo fortemente ridotto il quantitativo di siero ed aggiunto un agente proliferativo (BrdU). Per compensare la rimozione del siero, abbiamo aggiunto co-fattori vitaminici ed ormoni trofici, come l’insulina. In tal modo abbiamo ottenuto una popolazione pura di cardiomiociti che può essere tenuta in coltura per più settimane, e che già dopo pochi giorni mostrano una morfologia diversa dalle cellule ottenute col protocollo tradizionale. Analisi alla microscopia hanno evidenziato come queste cellule siano più grandi, rettangolari con un asse maggiore ben distinto da un asse minore, ed un perimetro regolare senza le tipiche ramificazioni dei cardiomiociti immaturi neonatali. A livello subcellulare, abbiamo osservato una maggiore estensione dell’apparato contrattile, rivelatosi disposto in maniera più regolare. I mitocondri appaiono disposti longitudinalmente accanto e tra i sarcomeri, come nelle cellule adulte. Inoltre, l’immunofluorescenza per il recettore rianodinico ne ha evidenziato la presenza in clusters, distribuiti in maniera regolare, in analogia alla loro distribuzione in cellule mature, suggerendo così la presenza di un reticolo sarcoplasmatico maggiorente formato. Consistentemente con ciò, abbiamo osservato minori e più rapidi Ca2+ sparks, eventi elementari di dinamiche di calcio, determinati dall’apertura transiente di RyR. La minore frequenza ed entità di questi sparks suggerisce che i RyR disposti in maniera regolare in clusters determini la formazione di vere e proprie unità deputate al rilascio di calcio (Calcium Release Units, CRUs), strutture fondamentali nei cardiomiociti adulti. Infine, queste cellule han risposto maggiormente al trattamento con agonisti adrenergici, riportando una crescita ipertrofica maggiore rispetto a cellule neonatali tradizionali sottoposte allo stesso trattamento. Tutte queste caratteristiche sopracitate indicano come queste cellule possano rappresentare un modello in vitro adatto allo studio delle dinamiche di Ca2+ intracellulare, specialmente nel rimodellamento ipertrofico. È importante sottolineare come questo maggior grado di maturazione dei cardiomiociti neonatali non sia a discapito della capacità di manipolarli geneticamente, con tecniche di trasfezione od infezione. Esperimenti futuri cercheranno di caratterizzare a fondo le strutture coinvolte nelle dinamiche di calcio intracellulari, come ad esempio la formazione di Tubuli T ed il rapporto di questi con il reticolo sarcoplasmatico ed i mitocondri.
Bin, Abdullah Mohammed Ihsan Izzat. "Muscle adaptations to post-exercise cooling." Thesis, Edith Cowan University, Research Online, Perth, Western Australia, 2014. https://ro.ecu.edu.au/theses/2330.
Full textCalay, Ediz Suha. "Cellular and Systemic Metabolic Adaptations to Energy Status." Thesis, Harvard University, 2014. http://dissertations.umi.com/gsas.harvard:11547.
Full textLiukkonen-Anttila, T. (Tuija). "Nutritional and genetic adaptation of galliform birds: implications for hand-rearing and restocking." Doctoral thesis, University of Oulu, 2001. http://urn.fi/urn:isbn:9514259904.
Full textDidier, Christine. "Thioredoxine et régulation redox : conséquences sur l'adaptation cellulaire au stress oxydant." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2001. http://www.theses.fr/2001GRE10049.
Full textTimmons, Michael Douglas. "EXPLORATIONS IN HOMEOVISCOUS ADAPTATION AND MASS SPECTRAL ANALYSIS OF MEMBRANE LIPIDS." UKnowledge, 2010. http://uknowledge.uky.edu/gradschool_diss/74.
Full textBarros, Susana Raquel Costa. "Metabolic adaptations in liver-specific OPA1 knockout mice." Doctoral thesis, Universitat de Barcelona, 2020. http://hdl.handle.net/10803/668803.
Full textOPA1 es una proteína relacionada con la dinamina que es responsable de la fusión de la membrana mitocondrial interna y esencial para controlar la morfología de las crestas mitocondriales, afectando directamente la eficiencia de OxPhos y la estabilidad del DNA mitocondrial. En este estudio, hemos explorado los efectos de la eliminación hepática de OPA1 sobre la función mitocondrial y el metabolismo. Hemos demostrado que la ablación de OPA1 en el hígado produce una disfunción mitocondrial caracterizada por alteraciones en la estructura de las crestas mitocondriales, concomitante con una capacidad respiratoria reducida y menor número de copias de DNA miocondrial, y perturbación en la proteostasis mitocondrial. La disfunción mitocondrial causada por la ablación de OPA1 en el hígado desencadena la activación de una respuesta al estrés mitocondrial, incluyendo la respuesta a las proteínas mal plegadas de la mitocondria, que probablemente es mediada por el factor de transcripción ATF5. Curiosamente, hemos observado que la deficiencia de OPA1 en el hígado causa una mejor tolerancia a la glucosa y protege contra la obesidad y resistencia a la insulina inducida por la dieta, en paralelo con un aumento de los niveles de FGF21 circulante, un factor involucrado en la modulación metabólica. Con este estudio proponemos que los efectos sistémicos protectores asociados a la ablación de OPA1 se deben a la acción de FGF21 que probablemente es mediada por la respuesta al estrés mitocondrial asociada a la pérdida de función de OPA1 a través de la activación de ATF5.
Novel-Chaté, Valérie. "Le métabolisme énergétique myocardique en hypoxie chronique : étude chez le rat." Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015), 1996. http://www.theses.fr/1996GRE10267.
Full textLeo, Chiara. "Molecular tools applied to study the evolution and adaptation of springtails to the extreme Antarctic terrestrial ecosystem." Doctoral thesis, Università di Siena, 2020. http://hdl.handle.net/11365/1105154.
Full textNobis, Séverine. "Étude du métabolisme protéique au niveau hypothalamique, colique et gastrique dans un modèle murin d'anorexie par une approche protéomique." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMR071/document.
Full textAnorexia nervosa, a multifactorial eating disorder, is a major public health problem and results in a severe body weight loss. The severe malnutrition observed in anorectic patients is associated with metabolic alterations inducing disturbance of the gut-brain axis. However, involved mechanisms remained poorly understood. The aim of the present thesis was to better understand the alterations of the gut-brain axis in the activity-based anorexia (ABA) model by evaluating the protein metabolism of various tissues (hypothalamus, colon and stomach) by proteomic approach. Firstly, we have better characterized the response to ABA model according to sex. Then, different proteomic analyses were performed using female C57BL/6 mice. Our results revealed a tissue-dependent adaptation of protein and energy metabolism with an increased hypothalamic activity and a decrease in the gastrointestinal tract. Indeed, ABA mice exhibited an increased expression of proteins involved in mitochondrial metabolism at the level of the hypothalamus, and conversely a decrease of proteins involved in protein and energy metabolism in colonic mucosa with a key role of the mTOR signaling pathway. Both in hypothalamus and colon, autophagy was increased. We were also able to show that gastric emptying was delayed in ABA mice that is mainly due to malnutrition. In addition, proteomic analysis revealed an increase in gastric oxidative stress in female ABA mice. These alterations may contribute to the gastrointestinal functional disorders frequently described in anorexia nervosa. In conclusions, our study underlined tissue-dependent adaptive metabolic process during anorexia that should be further explored
Heidler, Juliana Verfasser], Werner [Akademischer Betreuer] [Roos, Jürgen [Akademischer Betreuer] Holtz, and Thomas [Akademischer Betreuer] Braun. "Adaptation der mitochondrialen Energiebereitstellung an subzelluläre Unterschiede der Sauerstoffversorgung im Herzen / Juliana Heidler. Betreuer: Werner Roos ; Jürgen Holtz ; Thomas Braun." Halle, Saale : Universitäts- und Landesbibliothek Sachsen-Anhalt, 2011. http://d-nb.info/1025302885/34.
Full textNeal, Craig M. "Training intensity distribution, physiological adaptation and immune function in endurance athletes." Thesis, University of Stirling, 2011. http://hdl.handle.net/1893/9299.
Full textGrois, Laura [Verfasser], Christoph [Akademischer Betreuer] Birner, and Frank [Akademischer Betreuer] Schweda. "Mitochondriale Adaptationen in der progressiven Herzinsuffizienz und nach kombinierter RAS/NEP-Inhibition / Laura Grois ; Christoph Birner, Frank Schweda." Regensburg : Universitätsbibliothek Regensburg, 2017. http://d-nb.info/1141379619/34.
Full textChen, Yanfang. "Mechanisms and function of mitophagy in adaptation to heat stress during development of C. elegans." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS217.
Full textHeat stress results from an exposure to a temperature beyond the optimum range of an organism. The impact of heat stress can range from beneficial to lethal due to the severity of stress. My thesis work established an acute heat stress (aHS) model in C. elegans and studied its effects on cell homeostasis, worm development and autophagy response. aHS during the 4th larval stage induces a developmental delay but no lethality or sterility. This developmental stress results in the massive but transitory fragmentation of mitochondria, the formation of aggregates in the matrix and the decrease of mitochondrial respiration. In addition, aHS triggers an active autophagy flux associated to mitophagy events in many tissues and particularly in epidermis. We showed that the autophagy response upon aHS is protective for the animals. Moreover, we discovered that in the epidermis, the mitochondria are the major sites for autophagosome biogenesis in both standard and aHS. We also found that the dynamin related protein DRP-1 is involved in aHS-induced mitophagy process. In drp-1 animals submitted to aHS, mitochondrial fission is unable to achieve, and despite autophagy induction the autophagosomes cluster and elongate abnormally on mitochondria. From these data, we propose that DRP-1 is involved in the quality control of stressed mitochondria by coordinating mitochondrial fission and autophagosomes biogenesis. I also studied several proteins which may be involved in contact zones between endoplasmic reticulum and mitochondria, and their roles on mitochondrial morphology and autophagy, in physiological or aHS conditions. Furthermore, we have developed new tools for further studying the ER-mitochondria contact sites
Miller, Vincent J. "The effect of a ketogenic diet on mitochondria function in human skeletal muscle during adaptation to chronic exercise training and the potential involvement of metabolic dysregulation." The Ohio State University, 2019. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1554558461682203.
Full textEiner, Claudia [Verfasser], and Angelika [Akademischer Betreuer] Vollmar. "Mitochondrial adaptations to dietary lipids in liver steatosis prevent hepatotoxicity but sensitize to secondary liver insult / Claudia Einer ; Betreuer: Angelika Vollmar." München : Universitätsbibliothek der Ludwig-Maximilians-Universität, 2017. http://d-nb.info/1198678097/34.
Full textTouron, Julianne. "Adaptations métaboliques en réponse à l'exercice excentrique dynamique : application au réentrainement." Thesis, Université Clermont Auvergne (2017-2020), 2020. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03177393.
Full textChronic pathologies are the world leading cause of death. In addition to reducing functional capacities and degrading patients' life quality, they constitute a major public health expenditure. Part of the management involves appropriate physical activity and exercise training. This aims to improve subjects' capacities, in particular endurance and muscle strength, in order to increase their autonomy and reduce the risk of morbidity and mortality. Classically, endurance cycling or treadmill running exercises are performed at a sub-maximal metabolic intensity (~60%) and in a classic concentric muscle contraction mode. These training conditions, and the associated adaptations, are however limited by the patients' ability to achieve or maintain such stresses over time. It is therefore necessary to develop alternative strategies that take into account cardiac, respiratory and/or muscular limitations linked to the pathology while allowing optimal adaptive responses. One approach is that of dynamic eccentric training through resistance pedaling or downhill running exercises. Compared to concentric mode, eccentric has the ability to generate significant mechanical loads for less cardio-respiratory stress. For several years, the feasibility of this type of training has been observed, including in patients with chronic diseases. Its effectiveness in increasing muscle mass and strength has also been widely demonstrated. Recent work also shows its interest in overweight and obesity management through its effects on body composition and fat reduction. However, aerobic adaptations following eccentric training remain incomplete with regard to initial expectations of improved oxygen uptake and mitochondrial function, for which exercise metabolic intensity appears to be the determining factor. Thus, mixed approaches can be considered in order to develop the best combination that will optimize the overall physical training outcomes by enhancing both muscle strength and endurance
Kastally, Cheldy. "Genome-wide genetic variation in two sister species of cold-resistant leaf beetle: migration and population adaptation." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2018. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/262911.
Full textDoctorat en Sciences
info:eu-repo/semantics/nonPublished
Fréchin, Mathieu. "Identification et rôles des partenaires de la voie de transamidation de la mitochondrie de Saccharomyces cerevisiae dans l'adaptation à la respiration." Strasbourg, 2010. http://www.theses.fr/2010STRA6101.
Full textThe formation of cytoplasmic (c) glutaminyl (Q)-tRNAQ allowing insertion of Q into proteins during ribosome-mediated translation proceeds via direct tRNA aminoacylation by a specific Q-tRNA synthetase (QRS). However, the synthesis of mitochondrial (m) Q-tRNAQ required for the specific organellar translation system is still matter of debate. In fact, no mQRS can be found in any eukaryotic genomes sequenced so far. Thus, it is almost impossible to predict which pathway, direct or indirect, generates this organellar aminoacyl (aa)-tRNA species in a given eukaryote. Eukaryotes have, a priori, two possibilities to generate a Q-mtRNAQ: either they use the direct pathway via the import the cQRS or they use an indirect tRNA-dependent transamidation pathway which implies the presence of a non discriminating (nd) ERS and of a tRNA-dependent amidotransferase (AdT) in the organelle. We have shown that Pet112 is a part of a yeast mitochondrial amidotransferase, but also that the necessary ndERS is the cytoplasmic form of ERS (nd-cERS) which is able to be localized both in the cytoplasm and the mitochondrion. The dual localization of the nd-cERS is controlled by Arc1p, the cytoplasmic partner of the nd-cERS. This project represents an important breakthrough in the fields of aminoacylation and mitochondrial import. We describe a new strategy: the use of a cytosolic anchoring platform, for the dual localization of a single translational product, suggesting that any protein in a complex, even if well characterized in a specific subcellular compartment, might be able to reach other compartments upon release from the complex. We then show that ARC1 transcription is controlled by the Snf1/4 pathway that decreases Arc1p upon adaptation to respiration. However, its two partners, cERS and cMRS, stay stably expressed leading to an increase of the free cMRS and cERS pools. These released forms are then imported in the nucleus and the mitochondria respectively, in order to synchronize expression of respiratory chain (RC) partners. RC partners are encoded in a split manner in the nucleus and the mitochondrion, cMRS promotes transcription of a subset of the RC genes encoded by the nucleus, whereas cERS increase the translation rate of mitochondrial-encoded partners of the RC. By proving that Arc1p is an essential relay for the Snf1/4 pathway we propose for the first time a mechanism explaining how synchronization of the RC gene expression is achieved. This represents the most important conceptual change we made, in which we show the advantages of the dynamic control of a protein complex as a strategy to synchronize gene expression of genomes located in different compartments
Ferreira, Gabriela da Silva. "Análise da atividade enzimática mitocondrial e mecanismos de adaptação em bovinos submetidos ao estresse pelo calor." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2019. http://hdl.handle.net/11449/180631.
Full textApproved for entry into archive by Ederson Vasconcelos Pereira null (edersonpereira@fmva.unesp.br) on 2019-02-01T11:42:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ferreira_gs_dr_araca_int.pdf: 1059757 bytes, checksum: 317764f09d9c4d28d72de68078917c1a (MD5)
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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Com aumento global da temperatura, compreender como o metabolismo de bovinos se adapta ao estresse térmico, permitirá selecionar animais melhor adaptados ao aumento da temperatura ambiente. Uma das possibilidades é compreender como cada raça responde a esse efeito ambiente. O trabalho objetivou expor ao sol duas raças distintas de bovinos com diferente resistência ao calor e estudar as alterações no metabolismo mitocondrial e comportamental após a exposição ao sol ou não por 60 dias. Foram analisados 23 animais da raça Angus – susceptível ao calor (12 ao sol e 11 sob sombra) e 25 Nelores – tolerantes ao calor (13 ao sol e 12 sob sombra). Após todos os animais passarem por período de adaptação de 60 dias, foram divididos entre os grupos e analisados os parâmetros ambientais (THI, HLI e AHLU), movimentação (por radiotelemetria), concentrações séricas de testosterona e LH por radioimunoensaio, espessura de tecido adiposo subcutâneo por ultrassonografia e atividade enzimática mitocondrial de músculo esquelético do complexo I (NADH oxidoredutase). A atividade mitocondrial foi avaliada em amostras da musculatura do tríceps braquial colhidas por biópsia periodicamente ao longo do experimento. Os parâmetros ambientais caracterizam o desconforto térmico que os animais foram submetidos, principalmente Angus sol com índice de AHLU muito acima de estresse extremo. Os Angus se movimentaram mais que os Nelore durante o período experimental (p<0,05) e os Nelore se movimentaram mais à noite em comparação ao dia (p<0,05). As concentrações de testosterona aumentaram do período de adaptação para o experimento para ambas as raças e tratamentos. Os animais da raça Nelore apresentaram maior depósito de gordura subcutânea que os Angus. A atividade mitocondrial aumentou significativamente do período de adaptação (P0) para o experimento (P1) e não diferiu durante o experimento entre as raça e os tratamentos. Animais endotérmicos mantidos em altas temperaturas respondem com adaptações metabólicas e comportamentais mediante o estresse exposto. Os Nelore se movimentam mais à noite quando a temperatura é mais amena e os Angus durante o dia à procura de conforto térmico. A atividade mitocondrial é aumentada devido a alta demanda de ATP provavelmente em repercussão da necessidade de sinalizar biogênese mitocondrial, reparação celular, movimentação e níveis aumentados de testosterona.
Cattle farmers are suffering challenges in the animal breeding, consequence of the global increase of the temperature. Understanding how the homeothermic metabolism adapts to the thermal stress, allows the selection of better adapted animals to the of the environmental temperature increase. One of those possibilities is to understand each breed reacts to this ambient effect. The work aimed to expose in the sun two different bovine breeds that have different heat resistance and evaluate the mitochondrial metabolism and behavioral changes during sun exposure. Twenty three Angus - susceptible to heat (12 in the sun and 11 in shadow) and 25 Nellore - heat tolerant (13 in the sun and 12 in shadow) animals were analyzed. After all the animals went through a 60 days adaptation period, the animals were sorted composing the groups and analyzed the environmental parameters, movement (by radiotelemetry) subcutaneous fat thickeness and mitochondrial enzymatic activity from squelectical muscle samples.The activity mitochondria were evaluated by the enzymatic reaction of the compound I (NADH oxidoreductase) in muscular tissue samples that were collected periodically during the experiment. The environmental parameters characterize the thermal discomfort that the animals were subjected to, mainly Angus sun with AHLU index well above extreme stress. The Angus moved more than the Nellore during the experimental period (p <0.05) and the Nellore moved more at night compared to the day (p <0.05). Testosterone concentrations increased from the adaptation period to the experimental for both breeds and treatments. The animals of the Nelore breed presented greater subcutaneous fat deposition than the Angus. Enzymatic mitochondrial activity increased significantly from the adaptation period (P0) to the experiment (P1) and did not differ during the experiment between breed and treatments. Homeothermic animals kept at high temperatures respond with metabolic and behavioral adaptations through exposed stress. The Nelore move more at night when the temperature is milder and the Angus during the day looking for thermal comfort. Mitochondrial activity is increased due to high ATP demand probably in repercussion of the need to signal mitochondrial biogenesis, cell repair, movement and increased levels of testosterone.
LOCATELLI, LAURA. "UNRAVELING THE MECHANISMS INVOLVED IN ENDOTHELIAL RESPONSE TO MICROGRAVITY." Doctoral thesis, Università degli Studi di Milano, 2020. http://hdl.handle.net/2434/700702.
Full textVasemägi, Anti. "Evolutionary genetics of Atlantic salmon (Salmo salar L.) : molecular markers and applications /." Umeå : Dept. of Aquaculture, Swedish Univ. of Agricultural Sciences, 2004. http://epsilon.slu.se/s324.pdf.
Full textLacraz, Grégory. "Relation entre Stress Oxydant et Homéostasie Glucidique au cours du Diabète de Type 2 : Adaptation de la Cellule β Pancréatique." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00433556.
Full textEnkler, Ludovic. "Le complexe multisysthématique AME de levure : dynamique de l'édifice et rôles non canoniques de ces composants." Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAJ055/document.
Full textMultisynthetase complexes (MSC) are complexes made of several proteins and were identified in a wide variety of organisms from pro- to eukaryotes. They are usually made of assembly factors and aminoacyl-tRNA synthetases (aaRSs), which are responsible for the aminoacylation of their corresponding tRNAs during translation. Depending on the organisms, size and composition of these complexes differ greatly and their role is not fully understood yet. Although it seems that in eukaryotes, accretions of aaRSs into MSC prevent aaRSs to perform their additional functions. In the yeast Saccharomyces cerevisiae, we show that the dynamic of the AME complex, made of the méthionyl- and glutamyl-tRNA synthetases (MRS and ERS) and the assembly protein Arc1p is linkedto yeast metabolism. In respiration, MRS is imported in the nucleus to act as a transcription factor and regulates the expression of nuclear genes belonging to complex III and V of the respiratory chain, while ERS is imported in mitochondria to activate translation. This study shows that synchronous relocation of both aaRSs is crucial for yeast cells to adapt to respiratory metabolism
Pichon, Apolline. "Différences morphologiques, biologiques et génétiques entre plusieurs populations d'origines géographiques différentes de Plutella xylostella (L. ) (Lepidoptera : Plutellidae)." Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30090.
Full textPlutella xylostella (L. ) (Lepidoptera : Plutellidae) is a major pest of brassica crops worldwide. Problems to control pest's populations are mainly related to pesticides resistance and failure of biological control methods. Morphological, biological and genetic differences were assessed among world populations with different geographic origins. In the study of the morphological and biological differences, two parameters were measured: pupae size and females oviposition activity. The size of pupae and the fecundity were variable within and among populations. The distribution of the eggs laid during the laying period allowed differentiating populations in two groups, related to tropical or sub-tropical areas and to temperate areas. The local adaptation of the populations was discussed. In the study of genetic differences, two markers were used: allozymes and nucleotidic sequences of a part of cytochrome oxydase I mitochondrial gene. The genetic variability was relatively high in P. Ylostella species. The enzymes allelic frequencies exhibited heterozygotes deficits in a majority of the populations. Populations the most different were from Japan and Australia. Analysis of mitochondrial haplotypes exhibited the differentiation of groups of populations from a major group. Two groups were related to geographic areas: populations from Australia or South America. A third group consist of populations from different regions. The mechanisms of differentiation were discussed
Calmettes, Guillaume. "Analyse intégrative de l'adaptation de l'énergétique cardiaque à l'hypoxie chronique." Thesis, Bordeaux 2, 2010. http://www.theses.fr/2010BOR21711/document.
Full textAn important issue in the comprehension of the link between molecular events developed in pathologies such as chronic hypoxia adaptation, is the development of new experimental strategies aimed at the study of the integrated organ physiology. Our Modular Control Analysis (MoCA), gives quantitative information on the internal control and regulation of integrated heart energetics on the basis of a supply-demand system and is therefore of particular interest to better understand the overall effect as well as the relative importance of the various modi?cations developed during pathologies. In this thesis, MoCA was applied on isolated hearts of control and chronic hypoxic mice perfused with high or low oxygen in the medium. Despite a severe mitochondrial alteration after chronic hypoxia exposure, a surprizing higher response of energy supply (elasticity) to energetic intermediates changes (PCr, ATP, Pi) was detected in chronic hypoxic hearts. Moreover, chronic hypoxic hearts energetics was unchanged by oxygen reduction while a strong concomitant decrease in heart contractile activity and in PCr concentration, was measured in control hearts. As suggested by these results, this increase in energy-supply elasticity could be considered as an adaptive mechanism developed after chronic hypoxia counteracting hypoxia-induced altered cardiac energetics
Aurelle, Didier. "Contacts secondaires naturels et artificiels chez la truite commune (Salmo trutta, L. ) des Pyrénées occidentales françqises : utilisation de marqueurs microsatellites pour la distinction de taxons faiblement différenciés." Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20087.
Full textCrespin, Laurent. "Sélection et dispersion dans la zone d'hybridation entre "Barbus barbus" et "Barbus meridionalis" (Ciprinidae) : capture/recapture et marqueurs allozymiques." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20043.
Full textTroton, Didier. "Modifications de la composition lipidique des thylakoides intervenant au cours de l'adaptation d'euglena gracilis au diuron." Paris 7, 1987. http://www.theses.fr/1987PA077169.
Full textPichaud, Nicolas. "Relation entre phénotype et génotype mitochondrial : mesure du métabolisme mitochondrial en fonction de la température chez deux haplotypes de Drosophila simulans." Thèse, 2011. http://www.archipel.uqam.ca/4204/1/D2230.pdf.
Full textTrinh, Anton. "Effects of Sarcolipin Ablation on Mitochondrial Enzyme Adaptations to Exercise Training." Thesis, 2013. http://hdl.handle.net/10012/7302.
Full textEckerle, Lars Gregor [Verfasser]. "Signale und molekulare Mechanismen der Temperaturanpassung mitochondrialer Funktionen bei marinen Fischen = Signals and molecular mechanisms of temperature adaptation of mitochondrial functions in marine fish / vorgelegt von: Lars Gregor Eckerle." 2008. http://d-nb.info/988224615/34.
Full textGranata, Cesare. "Effects of different exercise intensity and volume on markers of mitochondrial biogenesis in human skeletal muscle." Thesis, 2015. https://vuir.vu.edu.au/30176/.
Full textMagalhães, Carina Isabel Carvalho. "The role of Sestrin-2 in cellular adaptation to hypoxic stress." Master's thesis, 2021. http://hdl.handle.net/10316/98088.
Full textA hipóxia tecidual resulta do desequilíbrio entre a necessidade e o fornecimento de oxigénio. A insuficiente disponibilidade de oxigênio perturba a homeostasia redox e metabólica. Assim, múltiplas alterações metabólicas e transcripcionais ocorrem para prevenir danos nos tecidos ou até mesmo a morte celular. O HIF-1α é um fator de transcrição crucial na indução destas respostas adaptativas à hipóxia. No entanto, vários fatores podem exacerbar essa resposta, como é o caso da hiperglicemia. Como as mitocôndrias são um dos primeiros organelos afetados, tanto pela hipoxia como pela hiperglicemia, estas também estão envolvidas nas primeiras etapas da resposta adaptativa. Sesn2, uma proteína antioxidante ativada pela hipóxia, tem vindo a ser associada a biogênese mitocondrial e mitofagia, demonstrando a sua capacidade de melhorar a saúde mitocondrial. Assim, a nossa hipótese é que a Sesn2 possa estar envolvida na resposta adaptativa à hipoxia, através da modulação da morfologia e função mitocondrial.No presente estudo, usámos um modelo de privação de oxigênio e glicose (OGD/R) para estudar in vitro os mecanismos envolvidos na resposta adaptativa à hipoxia e como esta pode ser influenciada pela hiperglicemia e também explorar um possível papel da Sesn2 nesta adaptação. Os nossos resultados parecem indicar que a exposição a condições de hiperglicémica durante um mês altera a resposta adaptativa à hipóxia, que se refletiu numa aparente diminuição dos níveis de LC3-II/LC3-I, sugerindo a existência de prejuízos na ativação da autofagia. Além disso, a expressão genética de FIS1 e PGC-1α foi parcialmente aumentada durante OGD1h e OGD/R1h ao passo que esta expressão diminuiu às 6h de recuperação quando comparada às células C2C12 na euglicemia. Estes resultados sugerem que a hiperglicemia pode afetar a resposta adaptativa principalmente a nível mitocondrial. Ainda acerca do envolvimento da Sesn2 nestas alterações, analisámos o conteúdo proteico e a sua expressão genética. Verificámos que os níveis de Sesn2 estavam significativamente aumentados nas células em euglicemia 6h após a exposição OGD1h em comparação com as células em hiperglicemia. Esta diferença parece ser observada na expressão genética de SIRT1 e PGC-1α, sugerindo que a Sesn2 pode promover a biogênese mitocondrial através da via SIRT1/PGC-1α durante OGD e OGD/R. Além disso, também suspeitamos que a indução da expressão da Sesn2 tenha sido mediada por HIF-1α, e que a Sesn2 também pode promover biogênese mitocondrial através da diminuição da acumulação de HIF-1α e, consequentemente, induzir o aumento da expressão de PGC-1α.
Tissue hypoxia results from the mismatch between oxygen demand and oxygen delivery. The insufficient availability of oxygen perturbs redox and metabolic homeostasis. Thus, multiple transcription and metabolic alterations occur to prevent tissue damage or even cell death. HIF-1α is a crucial transcription factor involved in the induction of these adaptive responses to hypoxia. However, several factors can exacerbate this response, namely, hyperglycemia. As mitochondria are one of the primary organelles affected by both hypoxia and hyperglycemia, they are also involved in the first steps in the adaptive response. Sesn2, an antioxidant protein activated by hypoxia, has been implicated in mitochondrial biogenesis and mitophagy, demonstrating its ability to improve mitochondrial health. Thus, we hypothesized that Sesn2 can be involved in the adaptive response, through the modulation of mitochondrial morphology and function during hypoxia.In the current study, we used an oxygen-glicose deprivation (OGD/R) model to study in vitro the mechanisms involved in the adaptive response to hypoxia and how hyperglycemia influences it and also to explore a possible role of Sesn2 in that adaptation. We found that hyperglycemia exposure for one month seems to alter the adaptive response to hypoxia that was reflected in an apparent decrease in LC3-II/LC3-I protein, suggesting impairment in autophagy activation. Furthermore, the gene expression of FIS1 and PGC-1α was partially increased during OGD1h and OGD/R1h whereas it decreased at 6h recovery when compared to C2C12 cells in euglycemia. This demonstrates that hyperglycemia affects the adaptive response mainly at the mitochondrial level. To conclude about the involvement of Sesn2 in that alterations, we analyzed protein content and gene expression of Sesn2. We verified that the levels of Sesn2 were significantly increased in cells in euglycemia 6h after OGD1h exposure in comparison to cells in hyperglycemia. This difference seems to be observed in the gene expression of SIRT1 and PGC-1α. So, we suspect that Sesn2 might promote mitochondrial biogenesis through SIRT1/PGC-1α pathway during OGD and OGD/R. Furthermore, we also suspect that the induction of Sesn2 expression was induced by HIF-1α and that Sesn2 may also promote mitochondrial biogenesis by decreasing HIF-1α accumulation and, consequently, increasing PGC-1α expression.
Liu, Yi-Tse. "The role of plasma membrane lipids in plant stresses adaptation." Doctoral thesis, 2020. http://hdl.handle.net/21.11130/00-1735-0000-0005-154E-D.
Full textLopes, Ana Patrícia Quintino 1995. "Mitochondrial adaptations in breast cancer during cell migration : influence of lipid environments and response to Taxanes." Master's thesis, 2019. http://hdl.handle.net/10451/39151.
Full textDurante o desenvolvimento e progressão do tumor, as células cancerígenas adquirem um conjunto de caraterísticas – the hallmarks of cancer – que contribuem para o crescimento, proliferação e invasão do tumor. Uma dessas características reside na capacidade das células malignas reprogramarem o seu metabolismo celular. Em 1926, Otto Warburg constatou que, as células tumorais adotavam preferencialmente a glicólise em relação à fosforilação oxidativa como forma de obtenção de energia mesmo na presença de oxigénio, dando particular relevância a esta característica das células tumorais. Este fenómeno, denominado “efeito de Warburg” é também conhecido por glicólise aeróbica e é uma característica transversal à maioria dos tumores. Desde então, múltiplas adaptações metabólicas têm sido descritas, incluindo, por exemplo, a elevada síntese de ácidos gordos e a sobreexpressão de enzimas específicos de determinadas vias metabólicas. Além disso, estudos recentes têm demonstrado que o “efeito de Warburg” não é uma condição sine qua non de todos os tumores e a fosforilação oxidativa assume um papel relevante na agressividade do cancro, nomeadamente num contexto de migração e invasão das células tumorais. Atualmente, o cancro da mama é o tipo de cancro mais frequente e o segundo mais mortífero entre mulheres. Em parte, este problema resulta da enorme complexidade do tumor do ponto de vista molecular e morfológico, o que se traduz numa ampla diversidade de situações clínicas que, por sua vez, são afetadas pelas caraterísticas biológicas do hospedeiro, contribuindo ainda mais para a heterogeneidade tumoral. Existem diversos tipos de cancro da mama, sendo estes classificados de acordo com a presença ou ausência de expressão de recetores hormonais de estrogénio (ER) e progesterona (PR) e do recetor do fator de crescimento epidérmico 2 (HER2). Devido às caraterísticas intrínsecas de maior agressividade e à falta de terapêutica dirigida, o cancro da mama triplo-negativo apresenta pior prognóstico comparativamente aos outros subtipos. O microambiente do tumor assume um papel crucial na progressão do cancro, uma vez que as células não-malignas que constituem o estroma tumoral produzem e libertam moléculas que podem ter uma função pro-tumoral. A par dos macrófagos e dos fibroblastos, os adipócitos são um dos componentes principais do estroma do cancro da mama e existe um importante crosstalk entre estes e as células tumorais, através da libertação recíproca de moléculas sinalizadoras, metabolitos e citocinas, que favorecem o desenvolvimento da doença. Além disso, os adipócitos podem fornecer lípidos às células tumorais que, por sua vez, podem ser utilizados como “combustível” para o crescimento e proliferação do tumor. Adicionalmente, a maioria dos tumores apresenta desregulação do metabolismo lipídico, fator que potencializa os efeitos anteriormente mencionados, contribuindo para um fenótipo mais agressivo. Os estudos epidemiológicos não oferecem dados muito consensuais acerca da associação entre elevados níveis de LDL e elevado risco de cancro da mama. Contudo, um estudo recente mostrou que determinadas variações genéticas associadas a elevados níveis de colesterol correlacionam-se positivamente com risco de cancro da mama. Adicionalmente, o nosso Laboratório mostrou que, durante o diagnóstico do cancro da mama, mulheres com elevados níveis de LDL desenvolvem tumores maiores e com maior índice proliferativo e, in vivo, ratos sujeitos a dieta rica em colesterol também apresentam estas caraterísticas: tumores maiores e com maior índice proliferativo. Observou-se também em estudos in vitro, em ambientes ricos em LDL, o aumento da capacidade migratória e proliferativa, bem como a perda de expressão de proteínas envolvidas nos mecanismos de adesão celular (caderina, claudina 7 e ocludina, por exemplo) e a sobreexpressão de intermediários das vias Akt e ERK, ambas responsáveis por uma resposta de sobrevivência. Contudo, os mecanismos moleculares subjacentes à maior agressividade tumoral induzida pela exposição a LDL permanecem pouco esclarecidos. Além da reprogramação do metabolismo celular, as células tumorais também apresentam frequentemente disfunções da dinâmica mitocondrial. As mitocôndrias são organelos versáteis, capazes de modelar a sua forma e distribuição na célula, consoante as funções que estão a desempenhar e as necessidades da mesma. Relativamente à dinâmica, as mitocôndrias podem apresentar-se com uma forma mais oval e alongada, designando-se por “mitocôndrias elongadas” ou mais redondas e pequenas denominando-se por “mitocôndrias fragmentadas”. O balanço entre mitocôndrias elongadas e fragmentadas é controlado por um processo de fissão-fusão, bastante regulado do ponto de vista fisiológico e que se encontra alterado nas células tumorais. Por exemplo, as células tumorais apresentam essencialmente uma rede mitocondrial mais fragmentada e tal está associado a um fenótipo mais agressivo. Em relação à distribuição celular, a rede mitocondrial pode localizar-se preferencialmente em torno do núcleo – rede perinuclear - ou distribuir-se ao longo de toda a célula, sob a forma de longos filamentos – rede filamentosa. Neste processo, o citosqueleto com o auxílio de proteínas motoras desempenham um importante papel na mobilização da rede mitocondrial ao longo da célula. Tendo em conta todos estes aspetos, não é surpreendente que as células tumorais consigam reprogramar o metabolismo, a morfologia, a dinâmica e a própria distribuição da rede mitocondrial na célula, em função do microambiente que as rodeia e do que é mais favorável para o crescimento e proliferação do tumor. A reprogramação do metabolismo lipídico pode estar associada à disfunção mitocondrial, no entanto os mecanismos envolvidos na regulação destes dois fatores permanecem pouco esclarecidos, nomeadamente no contexto de migração e invasão das células tumorais. Outro problema responsável pela elevada taxa de recidiva e de morte em pacientes com cancro, é a aquisição de resistência às terapêuticas. Devido à falta de terapêutica dirigida, em pacientes com cancro da mama triplo-negativo este fator encontra-se agravado, uma vez que os pacientes estão sujeitos às terapêuticas mais convencionais, nomeadamente à quimioterapia. Estudos recentes têm reportado a disfunção mitocondrial e a reprogramação do metabolismo lipídico como mecanismos de resistência à quimioterapia em cancro da mama. Deste modo, a caraterização dos aspetos morfológicos e moleculares subjacentes à reprogramação metabólica e à disfunção mitocondrial envolvidos na resistência à quimioterapia são importantes, pois podem contribuir para o desenvolvimento de eventuais terapias dirigidas e desse modo reverter a resistência aquirida. O presente estudo focou-se na resposta a duas questões principais: por um lado, pretendeu-se compreender de que modo as mitocôndrias se adaptam à exposição a LDL e como é que isso de algum modo contribui para um aumento da capacidade migratória em cancro da mama triplo-negativo; por outro lado, também decidiu-se explorar a influência do papel da exposição crónica a um agente quimioterapêutico, nomeadamente o Taxol, no fenótipo de células tumorais de cancro da mama triplo-negativo (mais especificamente, na capacidade migratória e proliferativa e na massa mitocondrial), bem como se a exposição a LDL também influencia estes parâmetros nestas mesmas células. No geral, os nossos resultados sugerem que o fenótipo agressivo provocado pela exposição a LDL, em células de cancro de mama triplo-negativo, é acompanhado por alterações em diversos parâmetros relacionados com a morfologia e rede mitocondrial. Adicionalmente, os nossos resultados mostram que este facto também poderá ser dependente de interações específicas entre mitocôndria e citosqueleto. Por sua vez, no contexto de resistência à quimioterapia, os dados mostraram que os efeitos produzidos pelo LDL são particularmente pronunciados após uma exposição prolongada ao Taxol e não durante o tratamento. Assim, este estudo fornece novos conceitos acerca do papel do LDL na agressividade do cancro da mama triplo-negativo, incluindo no contexto de resistência à terapia, um assunto ainda muito pouco explorado, providenciando, deste modo, potenciais ideias que poderão ser relevantes para realização de estudos posteriores e as quais poderão ter interesse do ponto de vista clínico.
Breast cancer remains the most common cancer and the second cause of cancer related death among women despite the significant advances in diagnostic and therapy. In one hand, tumors display great molecular and morphological heterogeneity; on the other hand, host biological characteristics contribute to the wide diversity of clinical situations. During cancer progression, tumor cells acquire specific features, designated as the hallmarks of cancer that enable tumor growth, proliferation and dissemination, which globally may contribute to escape apoptosis and therapeutic intervention. Deregulated cellular energetics is nowadays considered an emerging hallmark of cancer. In particular, abnormal lipid metabolism has been reported as one of the metabolic adaptations exhibited by tumors, including breast cancer, which allows the acquisition of aggressiveness and favors tumor invasion and metastasis. Besides presenting deregulated cellular energetics, tumor cells often exhibit mitochondrial dysfunction. Reprogramming of lipid metabolism has been associated with mitochondrial dysfunction, but the exact nature of the mechanisms underlying this regulation remains poorly understood. Resistance to therapy, including chemotherapy, is a major cause of cancer related death. More recently, it was described that reprogramming lipid metabolism, as well as mitochondrial dysfunction are both involved in the acquisition of resistance to conventional cancer therapy. In this study, we aim to unravel how mitochondria adapt in high hypercholesterolemic environments (LDL) and if mitochondrial adaptations are required for the acquisition of increased migratory and proliferative phenotype of triple-negative breast cancer (TNBC) under these conditions. Also, we aim at understanding how chronic exposure to a chemotherapeutic agent, Taxol, influences TNBC cells mitochondrial mass and phenotype (migration and proliferation capacity) and if LDL exposure could modulate these parameters. Our results suggest that LDL-induced aggressiveness is accompanied by adaptations in mitochondrial morphology and network arrangement, which could be dependent on specific mitochondria-cytoskeleton interactions. Regarding response to chemotherapy, our data show that the effects produced by LDL exposure are particularly pronounced after prolonged exposure to Taxol and not during acute treatment. Overall, this study provides novel mechanistic concepts about the impact of LDL exposure in the acquisition of TNBC cells aggressive phenotype, including response to chemotherapy, which offer important insights for the development of future studies.
Wu, Shi-Bei, and 吳旭倍. "Involvement of AMPK in Oxidative Stress Response and Bioenergetic Adaptation of Human Cells Harboring A8344G Mutation of Mitochondrial DNA: Implication in the Cell Survival of Patients with Mitochondrial Diseases." Thesis, 2012. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/72894008261348124556.
Full text國立陽明大學
生化暨分子生物研究所
100
Myoclonic epilepsy and ragged-red fibers (MERRF) syndrome is a maternally inherited mitochondrial encephalomyopathy characterized by various clinical presentations involving both muscular and nervous systems. It has been documented that 80-90% of the patients with MERRF syndrome are caused by the A8344G mutation in the tRNALys gene of mitochondrial DNA (mtDNA) that leads to severe defects in mitochondrial protein synthesis. Mitochondrial dysfunction caused by mtDNA mutation results in not only inefficient generation of ATP but also increased production of reactive oxygen species (ROS). Previously, primary cultures of skin fibroblasts from several patients with MERRF syndrome were established in our laboratory. In the present study, I first investigated the energy metabolism shifts from mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) to glycolysis as a bioenergetic adaptation in skin fibroblasts from MERRF patients as compared to those from age-matched normal subjects. I contended that the bioenergetic metabolism in skin fibroblasts would be perturbed by oxidative stress. In order to unravel the molecular mechanism involved in the alteration of energy metabolism in response to oxidative stress, I treated normal human skin fibroblasts (CCD-966SK cells) with sub-lethal doses of H2O2 to study the response of bioenergetic adaptation. The results showed that several glycolytic enzymes including hexokinase type II (HK II), lactate dehydrogenase A (LDHA) and glucose transporter 1 (GLUT1) were up-regulated in H2O2-treated normal skin fibroblasts. In addition, the glycolytic flux of skin fibroblasts was increased by H2O2 in a dose-dependent manner through the activation of AMP-activated protein kinase (AMPK) and phosphorylation of its downstream target, phosphofructokinase 2 (PFK2). Moreover, I found that the AMPK-mediated increase of glycolytic flux was accompanied by an increase of intracellular NADPH content in response to H2O2–induced oxidative stress via the action of glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD). By treatment of the CCD-966SK cells with glycolytic inhibitors, an AMPK inhibitor, and genetic knockdown of AMPK, respectively, I found that the H2O2-induced increase of NADPH was abrogated and resulted in the overproduction of intracellular ROS and cell death. Significantly, I showed that the phosphorylation level of AMPK and glycolytic flux were also increased to confer an advantage of survival for MERRF skin fibroblasts. Taken together, I suggest that the increased production of NADPH by AMPK- mediated increase of the glycolytic flux contributes to the oxidative stress adaptation of MERRF skin fibroblasts and H2O2-treated normal skin fibroblasts, respectively. The findings of this study have provided new information for us to better understand the bioenergetic response to oxidative stress of human skin fibroblasts and shed new light in the unraveling of the molecular basis of the pathophysiology of mitochondrial diseases such as MERRF syndrome.
Monteiro, Susana Cristina Cachapa. "The role of mitochondrial adaptations in the acquisition of the phenotype induced by LDL in breast cancer." Master's thesis, 2017. http://hdl.handle.net/10451/34049.
Full textCancer cells can acquire biological capabilities that enable tumor growth and dissemination, including the reprograming of their metabolism in order to obtain the necessary energy and metabolic intermediates to sustain tumor proliferation. The energetic reprogramming in cancer was first proposed by Otto Warburg, who suggested an anomalous energetic metabolism in cancer cells. This metabolic adaptation is characterized by an increased dependence on mitochondrial respiration and fatty acid boxidation (FAO), which has been recently correlated with increased tumor progression and aggressiveness and is recognized as a critical metabolic pathway in triple negative breast cancer (TNBC) cells, an aggressive subtype of breast cancer which has poor prognosis due to its largely resistance to conventional chemotherapy. Exposure of triple negative breast cancer cells to lipid-enriched environments, namely LDL, leads to the acquisition of an aggressive phenotype, characterized by increased proliferative and migratory capacities of the cells. Currently, the metabolic pathways responsible for the acquisition of the LDL-induced phenotype in TNBC cells remain unknown. The aim of this project is to characterize the metabolic program adopted by MDA-MB-231 TNBC cells exposed to LDL and determine its implication in the acquisition of the aggressive phenotype conferred by LDL, which is characterized by increased proliferative and migratory capacities. We investigated the expression of key regulators of mitochondrial biogenesis, glycolysis, oxidative phosphorylation (OXPHOS) and FAO to assess the deregulated metabolic pathways adopted by MDA-MB-231 cells and also investigated whether such modulations of metabolic pathways were conserved in other TNBC cell line, MDA-MB-436 and in the MCF-7 Luminal A breast cancer subtype. By inhibiting key enzymes of glycolysis, OXPHOS and FAO we have identified the metabolic pathways preferentially adopted by MDA-MB-231 cells to sustain their proliferation and migration capacities. We next investigated the impact of LDL exposure in the mitochondrial mass, mitochondrial membrane potential and mitochondrial dynamics of MDA-MB-231 cells and its implications in the aggressive phenotype induced by LDL. In conclusion, we identified metabolic adaptations of MDA-MB-231 cells exposed to LDL. We observed that MDA-MB-231 cells can reprogram their metabolism in presence of high amounts of extracellular lipids relying on glycolysis and OXPHOS to proliferate and migrate. The presence of exogenous LDL leads to adoption of a glycolytic phenotype related with PGC-1a modulation. Mitochondrial metabolism play a role in the aggressiveness of TNBC, characterized by increased mitochondria number and modulation of mitochondrial dynamics. We also identified PA as one of the components of the LDL molecule responsible for the modulation of the aggressive phenotype of TNBC.
Durante o desenvolvimento do tumor as células cancerígenas adquirem um conjunto de adaptações biológicas conhecidas como “the cancer hallmarks” que lhes permitem tornar-se malignas. Uma destas adaptações consiste na alteração do metabolismo energético, primeiramente observada por Otto Warburg. Em condições de oxigénio suficiente, as células normais metabolizam a glucose através da glicólise para sintetizar piruvato, que é transportado para a mitocôndria onde entra no ciclo dos ácidos tricarboxílicos para gerar ATP, pela chamada respiração aeróbia. Pelo contrário, as células cancerígenas, mesmo em condições de oxigénio suficiente para suportar a respiração aeróbia metabolizam o piruvato resultante da glicólise a lactato, através da fermentação, que acontece em células normais apenas em condições de insuficiência de oxigénio, uma vez que a quantidade de energia resultante deste processo é muito menor que a proveniente da oxidação do piruvato na mitocôndria. Warburg afirmou que seria uma deficiência ao nível das mitocôndrias a causa desta reprogramação metabólica levada a cabo pelas células cancerígenas, no entanto atualmente sabe-se que este fenómeno é devido a uma reprogramação metabólica para melhor satisfazer as necessidades do tumor a nível de intermediários metabólicos que suportam o seu rápido crescimento. Esta reprogramação do metabolismo baseia-se no aumento da utilização da respiração mitocondrial e da b-oxidação dos ácidos gordos, cuja importância e potencialidade como alvo terapêutico não estão ainda exploradas, devido à incidência do estudo do metabolismo tumoral ao nível da glicólise, glutaminólise e da síntese de ácidos gordos, embora tenha sido recentemente associada ao aumento da capacidade proliferativa do tumor e consequentemente à sua agressividade. As mitocôndrias são responsáveis simultaneamente por funções vitais e pela morte da célula, tanto em condições normais, como em condições patológicas como o cancro. Estes organelos possuem uma dinâmica contínua ao nível do seu número e morfologia, que determina o balanço entre a produção da energia celular e a apoptose. Assim, a desregulação ao nível da mitocôndria está implicada na tumorigénese a na progressão tumoral e a sua regulação metabólica é fundamental. A dinâmica da mitocôndria varia continuamente dependendo da atividade metabólica da célula e de condições de stress a que está sujeita. Nestas condições e na ausência de nutrientes, as mitocôndrias tornam-se alongadas e estabelecem redes através de fenómenos de fusão, aumentando a capacidade oxidativa. Em condições de baixa de concentração de oxigénio ou apoptose, fenómenos de fissão tornam as mitocôndrias mais fragmentadas. Apesar de serem conhecidos os processos que levam à alteração da morfologia da mitocôndria, e de se saber estarem alterados em vários tipos de cancro, a sua relação com a agressividade do tumor não está ainda estabelecida. O cancro da mama é tipo mais comum de cancro em mulheres e exibe diferentes características biológicas e fenótipos clínicos. O subtipo mais agressivo de cancro da mama é o subtipo triplo negativo que está associado a um prognóstico clínico pouco favorável, devido à sua heterogeneidade e desconhecimento sobre as vias metabólicas mais favorecidas e ainda por não possuir à superfície das células os recetores que são atualmente os alvos da terapêutica convencional. A obesidade é reconhecida como um fator de risco para o desenvolvimento de cancro da mama, embora a relação entre níveis elevados de lípidos no sangue e a incidência de cancro da mama não esteja ainda estabelecida. O nosso laboratório reportou recentemente que níveis elevados de colesterol (LDL) em doentes com cancro da mama estão associados a tumores maiores e mais metastáticos. Sabe-se também que as células cancerígenas têm uma necessidade acrescida de lípidos relativamente às células normais, pelo que aumentam o seu importe e síntese, e que a exposição de linhas do subtipo triplo negativo de cancro da mama a ambientes ricos em LDL resulta na aquisição de propriedades agressivas pelo tumor que levam à resistência à terapia. No entanto as alterações metabólicas requeridas em condições de elevada concentração de lípidos para este aumento de agressividade não estão ainda estabelecidas. Com este trabalho, propusemo-nos a caracterizar o fenótipo metabólico de células de cancro da mama triplo negativo, MDA-MB-231, expostas a LDL e determinar a importância deste lípido para o fenótipo agressivo adotado por esta linha celular, caracterizado pelo aumento da sua capacidade proliferativa e migratória. Para determinar as vias metabólicas preferencialmente adotadas por estas células quando expostas a LDL fizemos uma análise à expressão génica de enzimas da glicólise, fosforilação oxidativa e b-oxidação dos ácidos gordos e inibimos enzimas-chave destas vias. Para determinar a contribuição da mitocôndria para o fenótipo agressivo verificado investigámos a expressão génica de fatores de biogénese mitocondrial e a expressão das proteínas responsáveis pela dinâmica mitocondrial. Verificámos ainda o número de mitocôndrias e a quantidade de DNA mitocondrial em células expostas a LDL em comparação com a condição controlo. Estudámos também a importância do fator de biogénese mitocondrial PGC-1a para a adoção preferencial da fosforilação oxidativa e da b-oxidação dos ácidos gordos na presença de colesterol através da verificação dos níveis de expressão génica de enzimas destas vias, e ainda a importância deste fator de biogénese mitocondrial para a capacidade de proliferação e migração das células de cancro da mama triplo negativo. Verificámos que a modulação PGC-1a está relacionada a adoção da glicólise por parte das células MDA-MB-231 para manter a sua atividade proliferativa. Verificámos também a importância dos ácidos gordos presentes na molécula de LDL para o aumento da proliferação e migração das células de cancro da mama triplo negativo, através da exposição destas células a ácido palmítico, o ácido gordo saturado mais abundante na dieta que é simultaneamente um dos ácidos gordos com maior concentração no sangue. A exposição da linha celular MDA-MB-231 a ácido palmítico aumentou tanto a capacidade proliferativa como a capacidade migratória das células, o que sugere que este será um dos componentes da molécula de colesterol responsáveis pela agressividade do cancro da mama triplo negativo. Comparámos a capacidade proliferativa e migratória das células MDA-MB-231 com outra linha de cancro da mama triplo negativo, MDA-MB-436 e com a linha celular MCF-7, do subtipo Luminal A, positiva para o recetor de estrogénio. Verificámos que a exposição a LDL é responsável por um aumento das capacidades proliferativa e migratória de ambas as linhas celulares, o que nos permite concluir que este não é um efeito isolado apenas numa linha celular de cancro da mama triplo negativo e inferir que a exposição a LDL poderá ser responsável pelo aumento de agressividade deste subtipo de cancro da mama. Também a capacidade proliferativa da linha celular MCF-7 aumentou na presença de LDL, o que permite inferir que a exposição a LDL contribui para a aquisição de um fenótipo agressivo tanto nos subtipos de cancro da mama responsivos a hormonas com nos subtipos que não possuem recetores hormonais. Ao contrário do verificado nas duas linhas de cancro da mama triplo negativo estudadas, a quantidade de DNA mitocondrial nas células da linha celular MCF-7 não aumentou com a exposição a LDL, o que pode ser indicativo da aquisição de vias metabólicas diferentes para a agressividade dos dois subtipos de cancro da mama. Com este trabalho verificámos a adoção preferencial de vias metabólicas em detrimento de outras por parte de células do subtipo triplo negativo do cancro da mama e abrimos novas perspetivas à importância da mitocôndria e da sua reprogramação a nível metabólico e da sua dinâmica para a agressividade deste subtipo agressivo de cancro da mama. São necessários mais estudos para determinar possíveis inibições metabólicas que possam em cooperação com as terapias convencionais contribuir para o tratamento de doentes com cancro da mama triplo negativo.