Literatura académica sobre el tema "Canaux BKCa"

Abstract Agricultural pesticides usage has been increasing globally. These compounds have been developed to disrupt pest species physiology, but because their specificity is limited, they can also have adverse effects on non-target organisms. Recent studies have shown that the damaging toxicological effects of pesticides can be amplified in stressful environments. However, few studies have documented these effects in natural settings where organisms are simultaneously exposed to pesticides and to other environmental stressors such as parasites. In this study, we assessed both pesticide and ectoparasite effects on the physiology of a free-ranging bird. We measured physiological markers including haematocrit, bacteria-killing ability (BKA) and leucocyte counts, as well as exposure to haematophagous Protocalliphora larvae, in tree swallow nestlings (Tachycineta bicolor), a declining aerial insectivore, in southern Québec, Canada, for over 3 years. We found that combined exposure to pesticides and Protocalliphora larvae was negatively related to haematocrit, suggesting possible synergistic effects. However, we found no such relationships with BKA and leucocyte counts, highlighting the complexity of physiological responses to multiple stressors in natural settings. Populations of several aerial insectivores are declining, and although sublethal pesticide effects on physiology are suspected, our results suggest that exposure to other factors, such as parasitism, should also be considered to fully assess these effects, especially because pesticides are increasingly present in the environment.

Les troubles du neurodéveloppement (TNDs) se caractérisent par un vaste éventail de phénotypes pathologiques qui englobent diverses anomalies aussi bien physiques, cérébrales que comportementales. Parmi celles-ci, les altérations de la perception auditive sont fréquemment observées dans plusieurs TNDs. L’existence de cette symptomatologie commune suggère que des mécanismes sous-jacents comparables seraient à l’origine des TNDs, et donc que des stratégies thérapeutiques similaires pourraient permettre de palier les déficits observés. Malgré des efforts considérables, des composés pharmacologiques efficaces pour le traitement de la plupart des TNDs font toujours défaut, rendant plus que jamais nécessaire le développement de nouveaux médicaments ou l’identification de nouvelles indications thérapeutiques pour des médicaments existants (repositionnement). Le dysfonctionnement des canaux potassiques de grande conductance activés par le calcium (canaux BKCa) a émergé comme un mécanisme pathologique clé potentiellement impliqué dans plusieurs TNDs. Ces canaux ubiquitaires modulent l'activité des cellules excitables, incluant les neurones, les cellules musculaires lisses et cardiaques, ainsi que les cellules ciliées de la cochlée, leur conférant un rôle prépondérant dans les fonctions synaptiques, cardiovasculaires et auditives. Une réduction de l’expression et de la fonctionnalité des canaux BKCa est notamment observée chez les patients atteints de deux TNDs majeurs, à savoir les syndromes de l'X fragile (SXF) et de Williams-Beuren (SWB), suggérant que des composés activant ces canaux pourraient constituer des traitements prometteurs pour ces deux syndromes d’origine génétique. Dans ce contexte, ce travail de thèse a consisté à caractériser, à l’échelle préclinique, le potentiel thérapeutique du Chlorzoxazone, un activateur des canaux BKCa, pour traiter les phénotypes pathologiques associés aux SXF et SWB. Pour ce faire, nous avons utilisé les lignées de souris mutantes Fmr1-KO et CD qui reproduisent la plupart des symptômes observés chez les patients respectivement SXF et SWB, y compris les altérations des canaux BKCa. Dans la première partie de la thèse, nous avons combiné des paradigmes comportementaux, notamment des tests moteurs, émotionnels et sociaux, avec l'analyse de marqueurs de plasticité neuronale, tels que l’analyse des dendrites, les niveaux de neurotrophines et l'expression du facteur de transciption c-fos dans des régions cérébrales spécifiques. Chez les souris CD, nous avons également caractérisé les phénotypes cardiovasculaires typiques du SWB, à savoir l'hypertrophie cardiaque et la sténose aortique. Nos résultats montrent que le Chlorzoxazone, administré de manière aiguë ou chronique, permet de traiter efficacement les divers phénotypes pathologiques présents chez les mutants Fmr1-KO et CD. Dans la deuxième partie, nous nous sommes concentrés sur les altérations auditives observées chez les deux modèles de souris et nous avons révélé l'efficacité globale du Chlorzoxazone à rétablir ces anomalies aux niveaux électrophysiologique (émissions otoacoustiques), structurel (intégrité des cellules ciliées de la cochlée et des synapses à ruban) et comportemental (réflexe du sursaut acoustique). Dans l'ensemble, nos résultats identifient les canaux BKCa comme une cible thérapeutique prometteuse pour le traitement du SXF et du SWB, ainsi que des dysfonctionnements auditifs associés. De plus, ils plaident en faveur du repositionnement du Chlorzoxazone, un médicament déjà sur le marché pour le traitement des pathologies musculaires, à des fins cliniques dans le contexte des TNDs. En conclusion, cette thèse constitue une base préclinique solide pour de futurs essais cliniques chez les patients atteints du SXF et du SWB et démontre l’intérêt de conduire davantage de recherches précliniques sur le rôle des canaux BKCa dans les dysfonctionnements auditifs et comportementaux
Neurodevelopmental disorders (NDDs) are typically characterized by a range of pathological phenotypes, encompassing a variety of physical, brain, and behavioral abnormalities. Among these, impaired auditory perception and hearing alterations are commonly observed across multiple NDDs. Given the presence of shared symptomatology, increasing interest is devoted to the identification of potential common underlying mechanisms and, therefore, shared therapeutic strategies. Despite extensive efforts, effective pharmacological interventions for most NDDs are still lacking, prompting research on novel drugs, as well as on repurposed treatments. Dysfunction in big conductance calcium-activated potassium (BKCa) ion channels has emerged as a potential key pathological mechanism involved in multiple NDDs: these ubiquitous channels play a pivotal role in modulating the activity of excitable cells, including neurons, vascular smooth muscle, and cardiac cells, as well as cochlear hair cells, thus being strongly implicated in synaptic, cardio-vascular and auditory functions. Notably, reduced expression and functionality of BKCa channels have been documented in patients with two major NDDs, i.e., fragile X and Williams-Beuren syndromes (FXS and WBS), suggesting that compounds activating these channels could offer promising treatments for these two genetic syndromes. This thesis aimed to provide preclinical evidence supporting the therapeutic potential of Chlorzoxazone, an FDA-approved BKCa channel opener, for treating the pathological phenotypes of FXS and WBS. To this end, we employed the Fmr1-KO and the CD mouse lines, representing the main preclinical models of FXS and WBS, respectively, which recapitulate most symptoms displayed by patients, including BKCa channel expression and functional deficits. In the first part of the thesis, we demonstrated that Chlorzoxazone, administered either acutely or chronically, effectively treated various behavioral, brain, and physical phenotypes exhibited by Fmr1-KO and CD mutants. To this aim, we combined behavioral assessments of both mutant mouse lines, encompassing motor, emotional, and social tests, with the analysis of markers of neuronal plasticity and functionality, e.g., dendritic abnormalities, neurotrophin levels, and fos expression in specific brain regions. Additionally, in the CD mouse model, we characterized cardiovascular phenotypes typical of WBS, i.e., cardiac hypertrophy and aortic stenosis. In the second part, we focused on the auditory alterations displayed by the two mouse models and we showed the overall efficacy of Chlorzoxazone in rescuing these abnormalities at electrophysiological, structural, and behavioral levels. This involved assessing auditory brainstem responses and distortion product otoacoustic emissions, alongside the immuno-histochemical evaluation of cochlear hair cells and ribbon synapses, and behavioral analysis of the acoustic startle response. Overall, our findings support BKCa channels as promising therapeutic targets for FXS and WBS, as well as for associated auditory dysfunctions. Furthermore, they advocate for repurposing Chlorzoxazone, already on the market for muscular pathologies, for clinical use in the context of NDDs. In conclusion, this thesis provides a preclinical foundation for future clinical trials in FXS and WBS and encourages further preclinical research into the role of BKCa channels in auditory and behavioral dysfunction

Les antagonistes de l'aldostérone (Aldo) corrigent la dysfonction coronaire (DC) chez l'homme mais les mécanismes sont mal compris. Notre équipe a montré que les souris mâles surexprimant l'Aldo synthase (MAS) dans les cardiomyocytes ont une DC majeure indépendante du monoxyde d'azote (NO). Nous avons recherché les mécanismes potentiels de l'Aldo dans la DC. Ce travail est constitué de trois parties reposant sur plusieurs hypothèses. 1. Compte tenu de l'effet inflammatoire de l'Aldo, nous avons supposé que la DC était due à un phénotype inflammatoire. 2. Les interactions entre les cellules endothéliales et musculaires lisses (CMLv) jouent un rôle majeur dans la vasodilatation. La DC des souris AS pouvait être la conséquence d'une dysfonction des cellules vasculaires. 3. L'impact du genre sur la DC a aussi été étudié. Les travaux nous ont permis de conclure qu'il n'y a aucune cellule inflammatoire dans la région péricoronaire des ventricules de souris AS, ni de gènes des cytokines inflammatoires ou du stress oxydatif. L'étude de la réactivité coronaire en présence d'inhibiteurs ou d'activateurs de la vasodilatation a montré que la fonction de la cellule endothéliale ne semble pas être altérée. En revanche, la DC des souris AS est dépendante des canaux potassiques activés par le calcium (BKCa) de la CMLv ainsi que du statut hormonal. L'expression des BKCa est inhibée par l'Aldo dans les CMLv en culture et prévenue par la spironolactone et le 17b estradiol. En conclusion, la DC due à l'Aldo est indépendante de l'inflammation mais dépendante des BKCa et du genre. Ce travail pourrait ouvrir vers de nouvelles cibles thérapeutiques de la DC induite par l'Aldo cardiaque
Aldosterone (Aldo) antagonists correct the coronary dysfonction (CD) in human but the mechanisms are less understood. Our team has demonstrated that mice overexpressing thé Aldo synthase (AS) in cardiomyocytes have nitric oxide (NO)-independent coronary dysfonction. We have investigated the potentials mechanisms of the Aldo in CD. This work is constituted in three parts based on several hypotheses. 1. Because the Aldo has an inflammatory effect, we hypothetized that the CD is induced by an inflammatory phénotype. 2. The interactions between endothelial cells and vascular smooth muscle cells (VSMC) are very important in vasodilatation. The CD of AS mice could be the consequence of vascular cell dysfonction. 3. The impact of gender has been also studied. This work enabled us to conclude that there is no inflammatory cell in the pericoronary area of the AS mice ventricles, not the expression of genes of the inflammatory cytokines or the oxidative stress. The study of the coronary reactivity in thé présence of inhibitor or activator of the vasodilatation showed that the fonction of the endothelial cell does not seem to be altered. On thé other hand, the CD of the AS mice is dependent of the calcium-activated potassium channels (BKCa) of thé CMLv as well as hormonal status. In CMLv culture, the inhibitory effect of Aldo on BKCa expression is prevented by the spironolactone and the 17b estradiol. In conclusion, the CD induced by Aldo is independent of the inflammation but dependent of the BKCa and the gender. This work could open towards new therapeutic targets of CD induced by cardiac Aldo

Cette étude explore les réponses évoquées, l'activité intrinsèque et spontanée de deux populations neuronales différentes dans la région du cerveau correspondant à la patte arrière des souris. Dans cet article, nous nous sommes concentrés sur un modèle murin du syndrome de l'X fragile (SXF), qui est la forme la plus commune de syndrome de retard mental héréditaire et une cause fréquente de troubles du spectre autistique (TSA). SXF est un trouble à gène unique (Fmr1), qui peut être modélisé de manière fiable par un modèle murin transgénique : la souris Fmr1-/y déficiente pour le gène codant Fmr1. L'hyperexcitabilité des réseaux néocorticaux et l'hypersensibilité aux stimuli sensoriels sont des caractéristiques importantes du SXF et des TSA.Ceci est directement lié à un changement du nombre de synapses locales, de canaux ioniques, de l'excitabilité membranaire et de la connectivité des circuits de cellules individuelles. Précédemment, nous avons identifié un défaut dans les canaux ioniques, comme pouvant contribuer à ces phénotypes. Nous avons testé cette hypothèse comme un mécanisme contribuant aux défauts de traitement sensoriel chez les souris Fmr1-/y. Le cortex somatosensoriel primaire de la souris (S1) traite différentes informations sensorielles et constitue la plus grande zone du néocortex, soulignant l'importance de la modalité sensorielle pour le comportement des rongeurs. Nos connaissances concernant le traitement de l'information dans S1 proviennent d'études du cortex en tonneaux lié aux moustaches, mais le traitement des entrées sensorielles des pattes postérieures est mal compris. Par l’utilisation de la technique d’enregistrement de cellule entière par patch clamp in vivo, nous avons classes les cellules en répondeurs supraliminaires (cellules qui répondaient aux stimulations de la patte arrière avec un potentiel d'action), les répondeurs subliminaires (les cellules qui répondaient sans déclencher un potentiel d'action) et les cellules non répondeuses qui ne présentaient aucune réponse. Puis, nous avons comparé les réponses évoquées sub et supraliminaires, les propriétés intrinsèques et l’activité spontanée des neurones pyramidaux de la couche 2/3 (L2/3) de la region S1 de la patte arrière (S1-HP) d’animaux anesthésiés sauvage (WT) et Fmr1-/y. Nous avons identifié des altérations de réponse spontanée, intrinsèque et évoquée chez les souris Fmr1-/y. L’application d’un ouvreur de canaux ioniques BKCa a restauré certaines de ces propriétés altérées chez les souris Fmr1-/y
This study explores the evoked responses, intrinsic and spontaneous activity of two different neuronal populations in the hind paw region of the primary somatosensory cortex (S1) of mice. Initially, we explored information processing in these neurons under normal physiological conditions, and subsequently in a mouse model of Fragile X Syndrome (FXS). FXS is the most common form of inherited mental retardation syndrome and a frequent cause of autism spectrum disorders (ASD). FXS is a single gene (Fmr1) disorder, which can be reliably modeled by a mutant mouse model, the Fmr1 knockout (Fmr1-/y) mouse. Hyperexcitability of neocortical networks and hypersensibility to sensory stimuli are prominent features of FXS and ASD. We previously established a strong causal link between a channelopathy, hyperexcitability of neurons in the primary sensory region of the neocortex and sensory hypersensitivity in this mouse model. In the current study, we extended these findings, by conducting a detailed exploration of the processing of tactile sensory information (evoked by hind paw stimulation) in the neocortex of these mice.Most of our knowledge regarding information processing in S1 comes from studies of the whisker-related barrel cortex (which processes tactile-related sensory information derived from the whiskers), yet the processing of sensory inputs from the hind-paws is poorly understood. Using in vivo whole-cell patch-clamp recordings, we classified the cells into suprathreshold responders (the cells which responded to the hind-paw stimulations with an action potential), subthreshold responders (the cells responded without eliciting an action potential) and non-responder cells (neurons which did not show any response). We then compared the evoked sub- and supra-threshold responses, intrinsic properties, and spontaneous activity of layer (L) 2/3 pyramidal neurons of the S1 hind-paw (S1-HP) region of anaesthetized wild type (WT) and Fmr1-/y mice. We identified spontaneous, intrinsic and evoked response alterations in Fmr1-/y mice. We probed possible mechanisms contributing to this sensory impairment in Fmr1-/y mice. Finally, we tested the possibility of correcting pathophysiological alterations in these neurons using specific pharmacological agents targeting the ion channel defects described previously by our team

Le peptide antimicrobien LL-37 a été retrouvé surexprimé dans différents types de cancer et plus particulièrement dans le cancer du sein dans lequel il est associé au développement des métastases. Nous avons observé, in vitro, que la migration de trois lignées cancéreuses mammaires est augmentée par le peptide LL-37 et son énantiomère (D)-LL-37, excluant la fixation du peptide à un récepteur protéique. Sur les cellules cancéreuses mammaires MDA-MB-435s, le peptide se fixe à la membrane plasmique et diminue sa fluidité. La microscopie électronique localise LL-37 dans les cavéoles et à la surface de structures impliquées dans la migration cellulaire, les pseudopodes. LL-37 induit une entrée de calcium via le canal TRPV2 dont l’activité est augmentée par son recrutement dans les pseudopodes. Ce recrutement est dépendant de l’activation de la voie de signalisation PI3K/AKT induite par LL-37. L’entrée de calcium via TRPV2 est potentialisée par l’activation du canal potassique BKCa, localisé aussi dans les pseudopodes. Des ARN interférents contre TRPV2 inhibent à 70% la migration induite par LL-37, donnant un rôle prépondérant à ce canal dans les effets pro-migratoire du peptide. La fixation du peptide LL-37 aux membranes des cellules cancéreuses et l’activation de canaux ioniques constituent un nouvel axe de recherche pour comprendre le rôle du peptide dans la progression tumorale
The antimicrobial peptide LL-37 is overexpressed in several types of cancer, among which breast cancer were it is associated with metastasis development. Our experiments on three mammary cancer cell lines have shown that LL-37 increases cell migration. Both its natural (L)-form and its (D)-enantiomer are equally active, excluding a specific binding to a protein receptor. On the MDA-MB-435s cell line, LL-37 attaches to plasma membrane and reduces its fluidity. Electron microscopy localized LL-37 on the surface of pseudopodia, structures implicated in cell migration, and in caveolae. LL-37 induces calcium entry via the TRPV2 channel, which is recruited to pseudopodia. Recruitment depends on activation of PI3K/AKT signaling induced by LL-37. Calcium entry via TRPV2 is potentiated by activation of the BKCa potassium channel also located in pseudopodia. TRPV2 suppression by RNA interference results in 70% reduction of cell migration induced by LL-37, attributing a crucial role of this channel to the promigratory effects of the peptide. Binding of LL-37 to cancer cell membranes and in consequence the activation of ion channels constitutes a novel research field to understand its role in tumor progression

L'objectif de cette thèse était de développer et de caractériser un modèle de cellules souches cardiaques humaines dans un contexte de thérapie cellulaire. Après avoir sélectionné et caractérisé une population de cellules souches d'origine mésenchymateuse, isolée à partir d'auricules humaines, exprimant le marqueur W8B2 (CSCs W8B2+), nous nous sommes focalisés (par les techniques de RT-qPCR à haut rendement, d'immuno-marquage, de western-blot et de fluorescence calcique) sur ; 1. la caractérisation génique des canaux ioniques et des acteurs de la signalisation calcique et 2. l'étude de leur différenciation in vitro en parallèle à l'activité calcique intracellulaire. Les résultats montrent que CSCs W8B2+ tendent à se différencier en cellules pacemaker. Certains gènes spécifiques nodaux, comme Tbx3, HCN, ICaT,L, Kv, NCX, s'expriment durant la différenciation. L'enregistrement de l'activité calcique (via une sonde optogénétique) montre la présence d'oscillations calciques qui évoluent en fréquence et en intensité pendant la différenciation. Les stocks-IP3 sensibles et l'échangeur NCX joueraient un rôle fondamental.Nous avons ensuite étudié l'importance du canal BKCa et des récepteurs sphingosine 1-phosphate (S1P) dans la régulation des propriétés fondamentales des CSCs W8B2+. L'inhibition du BKCa diminue la prolifération cellulaire en accumulant les cellules à la phase G0/G1, réprime l'auto-renouvellement mais n'affecte pas la migration. Quant à la S1P elle freine la prolifération et l'auto-renouvellement via une voie différente de celles des récepteurs S1P1,2,3.Ce travail fait ressortir des cibles moléculaires fondamentales dans un contexte de thérapie cellulaire cardiaque
The aim of this thesis was to develop and characterize a model of human heart stem cells in a context of cell therapy.A population of mesenchymal stem cells, expressing the W8B2 marker (CSCs W8B2+), was first isolated from human auricles and characterized using high-throughput RT-qPCR techniques, immuno-labeling, western-blot and calcium fluorescence imaging. These experiments were focused on 1. the gene expression of ion channels and calcium signaling proteins; and 2. the study of CSCs W8B2+ in vitro differentiation and associated intracellular calcium activity changes.The results show that CSCs W8B2+ tend to differentiate into pacemaker cells. Some nodal specific genes such as Tbx3, HCN, ICaT, L, Kv, NCX, are expressed during differentiation. The recording of calcium activity (via an optogenetic probe) shows the presence of calcium oscillations that change in frequency and intensity during differentiation. IP3 sensitive calcium stocks and the NCX exchanger would play a fundamental role in these variations.Then we studied the importance of the BKCa channel and the sphingosine 1-phosphate (S1P) receptors in the regulation of the fundamental properties of the W8B2+ CSCs. Inhibition of BKCa reduces cell proliferation by accumulating cells in the G0 / G1 phase, suppresses cell self-renewal but does not affect migration properties. Concerning S1P, it decreases proliferation and self-renewal without stimulate S1P1,2,3 receptors.This work highlights fundamental potential molecular targets in a context of cardiac cell therapy