Academic literature on the topic 'Récepteur pour les produits de glycation avancés'

La fixation d’un ose, fréquemment le glucose, sur les protéines est une réaction biochimique courante entraînant la formation des produits avancés de la glycation (en anglais Advanced Glycation Endproducts, AGEs). L’hyperglycémie permanente observée pendant le diabète, provoque une élévation du taux de glycation des protéines, avec pour conséquence une altération de leurs fonctions. Plusieurs auteurs ont montré le lien entre l’accumulation des AGEs dans différents organes et les complications microvasculaires et macrovasculaires observées lors du diabète. D’autres travaux ont montré que ces complications diabétiques et plusieurs autres maladies métaboliques découlent d’une série de processus délétères initiée par les AGEs. Il s’agit de l’inflammation par le biais des récepteurs, les modifications conformationnelles des macromolécules aboutissant à des accumulations d’agrégats et à une réponse immunitaire médiée par l’immunogénicité des AGEs. Les principales approches thérapeutiques pour le traitement du diabète impliquent l’administration d'insuline, l'inhibition des enzymes de digestion des polysaccharides (alpha-amylase et alpha-glucosidase) et les inhibiteurs de la glycation. Plusieurs travaux ont prouvé qu’un nombre important de plantes, herbes aromatiques et épices possèdent des propriétés antiglycatives très intéressantes et pourront être envisagées pour élargir la gamme des molécules thérapeutiques. The binding of a monosaccharide, frequently glucose, to proteins is a common biochemical reaction leading to the formation of advanced glycation end products (AGEs). The permanent hyperglycaemia observed during diabetes induces an increase in the glycation rate of proteins, with the consequent alteration of their functions. Several authors have demonstrated the link between the accumulation of AGEs in different organs and the microvascular and macrovascular complications observed in diabetes. Other work has shown that these diabetic complications and several other metabolic diseases stem from a series of deleterious processes initiated by AGEs. This is inflammation through receptors, conformational changes of macromolecules leading to accumulations of aggregates and an immune response mediated by the immunogenicity of AGEs. The main therapeutic approaches for the treatment of diabetes involve insulin administration, inhibition of polysaccharide digestion enzymes (alpha-amylase and alpha-glucosidase) and glycation inhibitors. Several works have proven that a large number of plants, aromatic herbs and spices have very interesting antiglycative properties and could be considered to expand the range of therapeutic molecules.

Les produits avancés de la glycation (AGE) sont impliqués dans les complications micro et macro vasculaires du diabète. Leur toxicité est partiellement médiée par une interaction avec des récepteurs dont le mieux caractérisé est appelé RAGE (Receptor for Advanced Glycation Endproducts). Notre travail évalue l'implication de RAGE dans les complications du diabète tout particulièrement dans la néphropathie diabétique via une approche génétique et dans la dysfonction endothéliale via une approche mécanistique et pharmacologique. Premièrement, nos résultats ont confirmé l'existence de polymorphismes sur l'exon 3 du gène en soulignat l'intérêt de l'utilisation de la technique Denaturant gradient Gel Electrophoresis. Deuxièmement, en dépit d'un déséquilibre de liaison avec certains haplotypes HLA de classe II, nous n'avons pas observé d'association entre le polymorphisme du gène RAGE et la susceptibilité au diabète de type I (DT1). Troisièmement, sur une large étude de type " cas-témoins ", nous rapportons une association entre le variant allélique 82 Sérine et le stade d'insuffisance rénale dans la néphropathie diabétique suggérant que le polymorphisme du gène RAGE pourrait influencer la progression de la néphropathie chez les patients caucasiens DT1. L'implication des AGE et de RAGE dans les anomalies de vasomotricité est peu documentée et fait l'objet de résultats contradictoires. Sur des souris C57Black rendues diabétiques par injection de streptozotocine, nous avons décrit la cinétique de la dysfonction endothéliale par analyse de la vasomotricité aortique en chambre d'organe isolé. Conjointement, nous avons pratiqué des dosages d'AGE sériques (ELISA) et avons évalué l'expression de RAGE (Western Blot) sur des broyats aortiques. La diminution de la vasorelaxation endothélium dépendante observée après 4 semaines de diabète (-24% vs contrôles, p<0,01), est associée à une augmentation significative des AGE sériques et de l'expression de RAGE. Les anomalies fonctionnelles vasculaires liées au diabète sont associées à des anomalies histologiques significatives : augmentation de l'épaisseur intima-média, désorganisation des fibres élastiques, accentuation du collagène de type III, désorganisation du réseau de l'actine lisse. L'utilisation de l'aminoguanidine, puissant inhibiteur des AGE, permet d'une part de prévenir les anomalies de vasomotricité observées chez les souris diabétiques de 4 semaines en réduisant l'expression de RAGE et d'autre part améliore significativement les anomalies histologiques vasculaires. L'ensemble de ces résultats suggère une forte implication de la voie des AGE et de RAGE dans les complications du diabète. L'utilisation de molécules anti AGE ou inhibiteurs de l'interaction AGE-RAGE ouvre des perspectives thérapeutiques intéressantes
Advanced glycation endproducts (AGE) are implicated in diabetic micro- but also macrovascular complications of diabetes mellitus. AGE toxicity is partially mediated via receptor dependant pathway especially via the RAGE (Receptor for Advanced Glycation Endproducts). The RAGE implication in the genetic of diabetic nephropathy and in the endothelial dysfunction has been investigated. First, the polymorphisms of exon 3 has been analysed by Denaturant Gradient Gel Electrophoresis. Although no association of this RAGE gene polymorphisms with type 1 diabetes susceptibility was found, we reported a strong linkage disequilibrium between the variant carrying the serine amino acid at position 82 and HLA class II genes. Finally, in a case control study, we reported an association between the 82 serine variant and advanced nephropathy in type I diabetic patients. This suggests that some RAGE gene polymorphisms may be associated with progression to diabetic advanced nephropathy in Caucasian type 1 diabetic patients. Thus, AGE have been implicated in diabetic endothelial dysfunction as vascular hyperpermeability and procoagulant and inflammatory states. However, the link between AGE and the endothelium dependent vasorelaxation impairment is still controversial. Vascular relaxation response to acetylcholine was tested in isolated segments of phenylephrine precontracted mice aorta at several stages of streptozotocin-induced diabetes. Blood levels of AGE (ELISA) and aortic tissue RAGE expression (Western Blot) were simultaneously quantified. Compared to control mice, significant impairment of endothelium dependant relaxation occurred four weeks after diabetes induction (-24% vs control, P<0,01) and was more severe eight weeks later. Simultaneously, blood AGE concentrations and RAGE aortic expression were significantly increased. Moreover, vasorelaxation impairment was associated with induced diabetic structural changes in the wall of aorta : intima-media thickening, disorganization of elastin lamina and actin network, increased amount and disorganization of the type III collagen. Four weeks after diabetes induction, aminoguanidine, AGE inhibitor, completely prevented the diabetes-induced decrease of relaxation to acetylcholine by decreasing AGE blood levels and RAGE expression. Moreover, aminoguanidine treatment significantly improves the induced diabetic structural changes. In conclusion, our work is in favour of a strong implication of the AGE pathway both in diabetic complications as nephropathy and vasorelaxation impairment. The use of anti AGE or AGE-RAGE inhibitors could be attractive therapeutics

De par son rôle dans de nombreuses fonctions biologiques, RAGE est une récepteur membranaire crucial du développement embryonnaire jusqu’à l’âge adulte. Ce récepteur multi-ligand est capable d’activer de nombreuses cascades de signalisation, lui permettant entre autres d’être impliqué dans les processus inflammatoires et cicatriciels. Bien que décrite, son action cellulaire et moléculaire dans les processus de régénération/cicatrisation reste encore à éclaircir, malgré des études déjà menées sur les épithéliums cutanée et pulmonaire. Concernant la cicatrisation de l’épithélium cornéen, l’action de ce récepteur et de ses ligands est peu documentée et largement controversé. Ce travail a permis de tester l’effet de 2 ligands de RAGE (HMGB1 et AGEs) sur la cicatrisation de l’épithélium cornéen en utilisant un modèle in vitro de cellules épithéliales de cornée humaine (HCE). Il visait aussi à étudier les cascades de signalisation et les processus cellulaire mis en jeu suite à l’activation de ce récepteur. Les résultats obtenus ont tout d’abord permis de démontrer que l’action pro-cicatrisante du récepteur RAGE sur des cellules de l’épithélium cornéen, était ligand et dose spécifique. Ainsi seul le ligand AGEs promeut la cicatrisation indépendamment des processus de migration et de prolifération cellulaire. Dans cette étude le couple AGEs/RAGE est capable d’activer la cascade de signalisation NF-κB et la transcription d’un gène cible Connexine 43, dont le rôle a déjà été décrit durant la cicatrisation.Malgré la complexité du « signal RAGE », les premières pistes apportées par cette étude permettent d’envisager dans un futur proche la caractérisation précise de son action pro-cicatrisante au niveau de la sphère oculaire. Ceci passera non seulement par l’étude exhaustive des cascades de signalisations activées et des gènes régulés mais aussi par l’utilisation du modèle animal souris sauvage et RAGE -/-
Because of its role in many biological functions, RAGE is a crucial transmembranous receptor from development to adulthood. This multiligand receptor can activate numerous signaling pathways, and it is involved in inflammatory and wound healing processes. Although already describe, molecular and cellular processes involved during wound healing still to be clarify despite some studies conducted on skin and lung epithelium. In the corneal epithelium wound healing, RAGE and its ligands effects still poorly understood and widely controversial. This work allowed the test of 2 ligands (HMGB1 and AGEs) on corneal epithelium healing using an in-vitro model of human corneal epithelial cells (HCE). It also aims to study the signaling pathways and cellular processes involved after this receptor activation. Results obtained permit to demonstrate a ligand and dose-dependent action of RAGE during this pro-healing process. Thus, only AGEs ligand promotes wound healing independently of cellular migration and proliferation processes. In this study, AGEs/RAGE couple can activate NF-kB signaling pathway and Connexin 43 target gene expression, already describe to be involved in wound healing. Despite the “RAGE signal” complexity, first tracks brought by this study allow to plan in the near future the precise elucidation of its pro-healing properties in the ocular sphere. This will pass not only by the exhaustive study of the signaling pathways activated and the regulated genes but also by the use of wild-type and RAGE - / - mouse model

Le syndrome de détresse respiratoire aiguë est une cause majeure d'insuffisance respiratoire avec un taux de mortalité élevé. Elle se caractérise par des lésions alvéolaires diffuses, un œdème alvéolaire et une défaillance respiratoire hypoxémique qui entraînent de lourds coûts de santé. Actuellement, les traitements disponibles pour le SDRA restent principalement de soutien, et aucune approche pharmacologique n'est traduite avec succès en application clinique. Il existe deux processus majeurs au cours du développement physiopathologique du SDRA qui conduisent à la formation d'un œdème pulmonaire :dysfonctionnement de la barrière alvéolaire et altération de la clairance du liquide alvéolaire suite à une lésion épithéliale alvéolaire et à une inflammation. Il a été indiqué que le récepteur des produits de glycation avancée (RAGE) était impliqué au cours de ces processus, avec le potentiel élevé de sa forme soluble en tant que biomarqueur pour le diagnostic et le pronostic du SDRA. Les agents halogénés volatils, tels que le sévoflurane ou l'isoflurane, sont de plus en plus utilisés dans les unités de soins intensifs comme agents sédatifs avec leurs caractéristiques intrinsèques idéales en tant que sédatifs. De plus, de nombreuses études précliniques et cliniques indiquent ses effets protecteurs pulmonaires chez les patients atteints de SDRA.Cependant, les mécanismes de ces effets bénéfiques restent à clarifier.Les principaux objectifs de ce travail de thèse sont multiples, à travers des approches expérimentales et modèles translationnels in vivo et in vitro du SDRA,1) Évaluer les effets protecteurs pulmonaires bénéfiques du sévoflurane dans le SDRA, y compris ses effets sur les caractéristiques physiologiques du SDRA, la clairance du liquide pulmonaire et la perméabilité alvéolaire.2) Étudier le mécanisme précis des effets observés du sévoflurane, y compris des études mécanistiques et la fonction et l'expression des protéines impliquées.3) Explorer le rôle de RAGE dans les lésions et la réparation de l'épithélium pulmonaire et son éventuel rôle de médiation des effets bénéfiques du sévoflurane.Au cours de ce travail de thèse, nous avons avancé sous plusieurs angles : Premièrement, nos travaux ont trouvé dans notre modèle de cicatrisation des cellules A549, le rôle important de RAGE dans la réparation des lésions pulmonaires processus, car son ligand, HMGB1, et les AGE ont favorisé la cicatrisation des plaies dépendante de RAGE des cellules épithéliales alvéolaires pulmonaires, ce qui est possiblement expliqué par une migration et une prolifération cellulaires améliorées. Deuxièmement, nos travaux sur des modèles murins de SDRA, trouve une diminution des indices de perméabilité et des structures épithéliales préservées dans les cellules et les souris, au moins en partie, augmentant l'expression de ZO-1 et l'inhibition de l'activité de RhoA et de pMLC ainsi que le réarrangement du cytosquelette d'actine suite à une lésion épithéliale pulmonaire . De plus, RAGE peut jouer un rôle médiateur dans les effets du sévoflurane sur les lésions pulmonaires aiguës. De plus, nos travaux sur des modèles de SDRA porcins in vivo ont confirmé les effets protecteurs pulmonaires du sévoflurane sur les caractéristiques du SDRA, avec une oxygénation améliorée, une perméabilité alvéolaire restaurée et une AFC améliorée. Notre étude suggère que l'effet protecteur du sévoflurane sur l'AFC peut s'expliquer par la restauration de l'expression pulmonaire altérée des canaux épithéliaux AQP-5, Na, K, ATPase et ENaC pendant le SDRA.Dans l'ensemble, ces travaux de thèse expliquent plus précisément les effets protecteurs des agents halogénés et la nouvelle révélation de son mécanisme potentiel, et conforte ainsi le grand intérêt pour l'utilisation de la sédation inhalée en soins intensifs pour les patients atteints de SDRA. Ce travail pourrait donner de nouvelles perspectives pour la recherche sur les effets du sévoflurane sur le SDRA et sa résolution
Acute respiratory distress syndrome (ARDS) is a major cause of respiratory failurewith a high mortality rate. It is characterized by diffuse alveolar damage, alveolar edema, and hypoxemic respiratory loss which cause heavy healthcare costs. Currently, available treatments for ARDS remain primarily supportive, and no pharmacological approach is successfully translated into clinical application. There are two major processes during the physiopathological development of ARDS that lead to the formation of lung edema:alveolar barrier dysfunction and the impairment of alveolar fluid clearance following alveolar epithelial injury and inflammation. The receptor for advanced glycation end products (RAGE) was indicated to be involved during those processes, with the high potential of its soluble form as a biomarker for ARDS diagnostic and prognostic. Volatile halogenated agents, such as sevoflurane or isoflurane, are increasingly used in intensive care units as sedative agents with their ideal intrinsic characteristics as a sedative. Furthermore, numerous pre-clinical and clinical studies indicate its lung protective effects for ARDS patients.However, its mechanisms of such beneficial effects remain to be clarified.The main objectives of this thesis work are multiple, through experimental andtranslational in vivo and in vitro models of ARDS, to1) Asses the beneficial lung protective effects of sevoflurane in ARDS, including its effects on ARDS physiological features, lung fluid clearance, and alveolar permeability.2) Investigate the precise mechanism of observed effects of sevoflurane, including mechanistic studies and involved proteins' function and expression.3) Explore the role of RAGE in lung epithelial injury and repair and its eventualmediation role of the beneficial effects of sevoflurane.During this thesis work, we advanced from many angles: First, our work found in ourA549 cells wound healing model, the important role of RAGE in the lung injury repairprocess, as its ligand, HMGB1, and AGEs promoted RAGE-dependent wound healing oflung alveolar epithelial cells, which is possible through enhanced cell migration and proliferation.Secondly, our work in murine in vitro and in vivo ARDS models, animprovement of experimental features, with decreased indices of permeability and preserved epithelial structures in cells and mice, by at least in a part, increasing expression of ZO-1 and the inhibition of RhoA activity and pMLC as well as actin cytoskeleton rearrangement following lung epithelial injury. Additionally, RAGE may play a mediating role in the effects of sevoflurane on acute lung injury. Furthermore, our work in porcine in vivo ARDS models confirmed the lung protective effects of sevoflurane on ARDS features, with improved oxygenation, restored alveolar permeability, and improved AFC. Our study suggests theprotective effect of sevoflurane on AFC may be explained by the restoration of impaired lung expression of epithelial channels AQP-5, Na, K, ATPase, and ENaC during ARDS.Taken together, this thesis work explained more precisely the protective effects ofhalogenated agents and the new revelation of its potential mechanism, and hence supports the high interest in the use of inhaled sedation in intensive care for ARDS patients. This work may give some new insights for research on the effects of sevoflurane on ARDS and its resolution.Keywords: Acute respiratory distress syndrome; Sevoflurane; Lung epithelial barrierfunction; Lung wound repair; Alveolar fluid clearance; Epithelial channels: Junction proteins;Intracellular pathways; Receptor for advanced glycation end-products

Le syndrome hémolytique et urémique atypique (SHUa) est une microangiopathie thrombotiquecomplément-dépendante dont l'atteinte majoritairement rénale reste, à ce jour, incomprise.L'objectif de ce travail était d'améliorer la compréhension de ce tropisme d’organe au moyen dedeux axes d'étude : i) la susceptibilité de l'endothélium glomérulaire à l'hémolyse, celle-ci étant à la fois la conséquence des microthromboses dans le SHUa et un amplificateur de la voie alterne du complément via l'hème libre, molécule issue des globules rouges lysés ; ii) le rôle potentiel du récepteur aux produits de glycation avancés ou RAGE. Ce récepteur membranaire aux fortes propriétés pro inflammatoires et pro thrombotiques a en effet été impliqué dans de nombreuses pathologies rénales, et sa liaison au C3a - anaphylatoxine libérée dans l'activation du complément - a été rapportée par une équipe.La première partie de ce travail a visé à expliquer la vulnérabilité de l'endothélium glomérulaire sous l'effet d'une hémolyse. Nous avons étudié plusieurs types de cellules endothéliales exposées +/- à l'hème, et mis au point un modèle murin traité par de l'hème. En conditions hémolytiques, plusieursfacteurs pouvant participer à cette susceptibilité endothéliale glomérulaire ont ainsi été mis en avant: i) une moindre liaison du facteur H, principal régulateur du complément, à sa surface ; ii) une faible expression de la thrombomoduline, protéine de la coagulation et régulatrice du complément ; iii) une faible expression de l'enzyme principale de dégradation de l'hème, l'hème-oxygénase 1. Ces deux derniers points étaient rattachés à une faible induction endothéliale glomérulaire de leurs facteurs de transcription, KFL2 et KLF4.La seconde partie de ce travail s'est concentrée sur le RAGE. N'ayant pas réussi à reproduire l'interaction RAGE/C3a, nous avons exploré l'hypothèse d'une liaison du RAGE à l'hème. En effet, le seul récepteur endothélial connu jusqu'à présent est le Toll Like Receptor 4 (TLR4), qui partage plusieurs ligands communs avec le RAGE (LPS - lipopolysaccharide, HMGB1 - high–mobility group box1). Nous avons découvert que le RAGE était un récepteur de l'hème, et identifié que le site de liaisonse trouvait sur le domaine V. A l'aide d'un modèle murin invalidé pour le RAGE et traité +/- par l'hème, nous avons mis en évidence que : i) l'invalidation de RAGE avait un effet protecteur en cas d’exposition à l'hème, marqué par une diminution de l'expression de gènes de l'inflammation (IL1β,TNFα) et du facteur tissulaire au niveau pulmonaire, organe exprimant le plus fortement RAGE ; ii)l'hème activait la phosphorylation des voies ERK1/2 et Akt via le RAGE.Par ces travaux, nous avons précisé les liens entre activation du complément, hémolyse et susceptibilité endothéliale glomérulaire dans le SHUa. Parallèlement, nous avons identifié le RAGE comme un nouveau récepteur à l'hème, dont la liaison à ce récepteur activerait différentes voies designalisation de l'inflammation. Le contrôle de l'hème et du RAGE pourrait ainsi constituer de nouvelles voies thérapeutiques dans le SHUa et les maladies hémolytiques
The atypical haemolytic uremic syndrome (aHUS) is a thrombotic microangiopathy of which the predominantly renal damage remains, to date, misunderstood. The aim of this work was to improve the understanding of this organ tropism by two axes of study: i) the susceptibility of the glomerular endothelium to hemolysis, which is the consequence of microthrombosis in aHUS, and also an complement pathway enhancer via free heme, hemoglobin-mediated hemolysis molecule, ii) the potential role of the receptor for advanced glycation end products, RAGE. Indeed, RAGE is described as an endothelial receptor with high proinflammatory and prothrombotic potential, involved in many kidney diseases; a team also reported that it was a receptor for the C3a molecule, anaphylatoxin released in complement activation.The first part of this work aimed to explain the vulnerability of the glomerular endothelium under the effect of hemolysis. We studied several types of endothelial cells exposed +/- to heme, and developed a murine model treated with heme. In hemolytic conditions, several factors that could participate in the endothelial glomerular susceptibility have been put forward: i) less binding of factor H, the main complement regulator, on its surface; ii) low expression of thrombomodulin, coagulation protein and complement regulator; iii) low expression of heme-oxygenase 1, the main heme degradation enzyme. These last two points were related to low induction, on glomerular endothelial cells, of transcription factors, KFL2 and KLF4.The second part of this work focused on RAGE. Having failed to reproduce the RAGE / C3a interaction, we explored the hypothesis of a linkage of RAGE to heme. Indeed, the only known endothelial receptor is Toll Like Receptor 4 (TLR4), which shares several common ligands (LPS - lipopolysaccharide, HMGB1 - high-mobility group box 1). We found that RAGE was a heme receptor, and identified that the binding site was on domain V. Using a mouse model knock out for RAGE and treated +/- with heme, we demonstrated that i) the invalidation of RAGE had a protective effect in case of exposure to heme, marked by a decrease in the expression of genes of inflammation (IL1β; TNFα; and tissue factor) at the pulmonary level, organ expressing most strongly RAGE, ii) the heme is an activator or the phosphorylation of ERK1 / 2 and Akt pathways via RAGE.Through this work, we have clarified the links between complement activation, hemolysis and glomerular endothelial susceptibility in aHUS. At the same time, we have identified RAGE as a new heme receptor, whose RAGE/heme bindind would activate different signaling pathways for inflammation. The control of heme and RAGE could constitute new therapeutic pathways in the aHUS, and hemolytic diseases