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Effet de la mélatonine sur le stress du reticulum endoplasmique induit par une hypoxie/reoxygénation dans les cellules BEWO, un modèle de trophoblaste humain.

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Wong-Yen, Philippe (2017). Effet de la mélatonine sur le stress du reticulum endoplasmique induit par une hypoxie/reoxygénation dans les cellules BEWO, un modèle de trophoblaste humain. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences expérimentales de la santé, 79 p.

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Résumé

La mélatonine est produite par les cellules trophoblastiques et protège le placenta contre le stress oxydatif induit par une hypoxie/réoxygénation. L’hypoxie/réoxygénation est impliquée dans la physiopathologie de complications de la grossesse telle que, la prééclampsie. Le stress du réticulum endoplasmique induit la réponse aux protéines mal repliées (UPR) afin de rétablir l’homéostasie ou induit la mort par apoptose. Cependant, le rôle de la mélatonine sur la régulation du stress du réticulum endoplasmique induit par une hypoxie/réoxygénation dans les trophoblastes n’a jamais été étudié. L’hypothèse de recherche est que la mélatonine protège les cellules trophoblastiques du stress du réticulum endoplasmique induit par une hypoxie/réoxygénation. Les objectifs sont de : 1) Déterminer si l’hypoxie/réoxygénation active le stress du réticulum endoplasmique et les voies PERK et IRE1a dans les cellules de choriocarcinomes placentaires BeWo, un modèle de trophoblaste villeux humain ; 2) Déterminer si la mélatonine renverse les effets de l’hypoxie/réoxygénation sur le stress du réticulum endoplasmique et les voies PERK et IRE1a dans les cellules BeWo. Les résultats montrent que l’hypoxie/réoxygénation active le stress du réticulum endoplasmique par une augmentation significative de GRP78 (P = 0,0172), PERK (P = 0,0379), IRE1a (P = 0,0293), ATF4 (P = 0,0479), CHOP (P = 0,0319) et TRAF2 (P = 0,0130), sans effet sur NFkB et IkB. La mélatonine en condition de normoxie augmente significativement GRP78 (P = 0,0510), PERK (P = 0,0094), IRE1a (P = 0,0514), P-eIF2a (P = 0,0471) et ATF4 (P = 0,0060), sans effet sur CHOP, TRAF2, NFkB et IkB. Ces résultats indiquent que la mélatonine ne renverse pas l’effet de l’hypoxie/réoxygénation, mais mime son effet, dans les cellules BeWo. Cette étude démontre pour la première fois que l’hypoxie/réoxygénation et la mélatonine active de manière similaire le stress du réticulum endoplasmique dans les cellules de choriocarcinomes placentaires humaines BeWo, activant majoritairement la voie PERK et l’apoptose, sans effet sur la voie de l’inflammation IRE1a. Ces données combinées à nos résultats précédents suggèrent que la mélatonine favorise la survie cellulaire des cellules normales, en diminuant le stress oxydatif, le stress du réticulum endoplasmique et les voies apoptotiques tandis que dans les cellules tumorales (BeWo), elle a un effet prooxydant en augmentant l’apoptose, le stress oxydatif, le stress du réticulum endoplasmique et une diminution des enzymes antioxydantes. En conclusion, cette étude montre que les cellules BeWo ne sont pas un bon modèle pour étudier l’effet protecteur de la mélatonine dans les cellules trophoblastiques normales en condition d’hypoxie/réoxygénation, mais elles sont un bon modèle pour étudier l’effet thérapeutique de la mélatonine dans les cancers placentaires.

Abstract

Melatonin is produced by trophoblastic cells and protects the placenta against oxidative stress induced by hypoxia/reoxygenation. Hypoxia/reoxygenation is implicated in the pathophysiology of pregnancy disorders such as preeclampsia. Endoplasmic reticulum stress induces unfolded protein response proteins (UPR) in order to restore homeostasis or to induce death by apoptosis. However, the role of melatonin in the regulation of endoplasmic reticulum stress induced by hypoxia/reoxygenation in trophoblasts has never been studied. The research hypothesis is that melatonin protects trophoblastic cells from the endoplasmic reticulum stress induced by hypoxia/reoxygenation. The objectives are to: 1) Determine whether hypoxia/reoxygenation activates the endoplasmic reticulum stress and the PERK and IRE1 pathways in placental choriocarcinoma cells BeWo, a model of human villous trophoblast; 2) Determine whether melatonin reverses the effects of hypoxia/reoxygenation on the endoplasmic reticulum stress and the PERK and IRE1a pathways in BeWo cells. The results show that hypoxia/reoxygenation activates endoplasmic reticulum stress by increasing significantly GRP78 (P = 0.0172), PERK (P = 0.0379), IRE1a (P = 0.0293), ATF4 (P = 0.0479), CHOP (P = 0,0319) et TRAF2 (P = 0,0130) expression and shows no effect on NFkB and IkB. Similar to hypoxia/reoxygenation, 1 mM melatonin under normoxic condition significantly increases GRP78 (P = 0.0510), PERK (P = 0.0094), IRE1a (P = 0.0514), P-eIF2a (P = 0.0471), and ATF4 (P = 0.0060) and has no effect on CHOP, TRAF2, NFkB and IkB. These results indicate that melatonin does not reverse the effect of hypoxia/reoxygenation but mimics its effect in BeWo cells. This study demonstrates for the first time that hypoxia/reoxygenation and melatonin similarly activate endoplasmic reticulum stress in BeWo human placental choriocarcinoma cells, mainly by activating the PERK pathway and apoptosis, with no effect on the inflammation pathway IRE1a. This data combined with our previous results suggest that melatonin promotes cellular survival of normal cells by decreasing oxidative stress, endoplasmic reticulum stress and apoptotic pathways, whereas in tumour cells (BeWo) it has a pro-oxidative effect increasing apoptosis, oxidative stress, endoplasmic reticulum stress and decreasing antioxidant enzymes. In conclusion, this study shows that BeWo cells are not a good model for studying the protective effect of melatonin in normal trophoblastic cells under hypoxia/reoxygenation conditions, but they are a good model for studying the effect of treatment of melatonin in placental cancers.

Type de document: Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Vaillancourt, Cathy
Mots-clés libres: Stress du réticulum endoplasmique ; Hypoxie/réoxygénation ; Préeclampsie ; Syncytiotrophoblaste ; Cytotrophoblaste villeux ; Mélatonine;Endoplasmic reticulum stress ; Hypoxia/reoxygenation ; Preeclampsia ; Syncytiotrophoblast ; Villous cytotrophoblaste ; melatonin
Centre: Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt: 29 avr. 2018 05:16
Dernière modification: 29 avr. 2018 05:16
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/6759

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