Search

Background Opiate addiction reflects plastic changes that endurably alter synaptic transmission within relevant neuronal circuits. The biochemical mechanisms of these adaptations remain largely unknown and proteomics-based approaches could lead to a broad characterization of the molecular events underlying adaptations to chronic drug exposure. Results Thus, we have started proteomic analyses of the effects of chronic morphine exposure in a recombinant human neuroblastoma SH-SY5Y clone that stably overexpresses the μ-opioid receptor. Cells were treated with morphine for 6, 24 and 72 hours, the proteins were separated by 2-D gel electrophoresis and stained with Coomassie blue, and the protein map was compared with that obtained from untreated cells. Spots showing a statistically significant variation were selected for identification using mass spectrometric analyses. Conclusion A total of 45 proteins were identified, including proteins involved in cellular metabolism, cytoskeleton organization, vesicular trafficking, transcriptional and translational regulation, and cell signaling.

Uranium is both a radiological and a chemical toxic. Its concentration in the environment is low except when human activities have caused pollution. Uranium is a heavy reactive element, and thus it is easily complexed with soil component like minerals or organic molecules. These different complexes can be more or less bioavailable for microorganisms and plants, and then get in the human food chain. The knowledge and the understanding of transfer mechanisms and also the fate of toxic elements in the biosphere are a key issue to estimate health and ecological hazards. The knowledge of the speciation is very important for bioremediation processes. Here, we focused on the microorganisms effects onto uranium speciation in environment. Bacteria can accumulate and/or transform uranium depending on the initial form of the element. Thus, its bioavailability could be changed. The species used in this work are Cupriavidus metallidurans CH34, which is an environmental bacteria with a high resistance to heavy metal, Deinococcus radiodurans R1, which is known for his radiological resistance, and Rhodopseudomonas palustris, which is a purple phototrophic bacteria capable of degrading aromatic compounds. Two forms of uranium were used with these bacteria, a mineral one, uranyl carbonate, and an organic one, uranyl citrate. In a first step, the growth media were modified in order to stabilize uranium complexes thanks to a simulation program. Then, the capacity of the bacteria to accumulate or transform uranium was studied. We saw a difference between minimal inhibition concentrations of these two speciation which is due to a difference between phosphate bioavailability. No accumulation was observed with environmental pH but uranium precipitation was observed with acidic pH (pH 1). Uranium speciation seemed to be well controlled in the growth media and the precipitates were uranyl phosphate., L'uranium est un toxique à la fois chimique et radiologique. C'est un élément que l'on retrouve à faible concentration dans l'environnement sauf lors de pollutions causées par les activités humaines. Du fait de sa forte réactivité, l'ion uranyle peut se complexer à de nombreux constituants du sol, qu'ils soient minéraux ou organiques. Ces différentes formes peuvent être ainsi plus ou moins biodisponibles pour les microorganismes et les plantes et peuvent ensuite rentrer dans la chaîne alimentaire de l'homme. La connaissance et la compréhension des mécanismes de transfert et du devenir d'éléments toxiques chimiques et radiologiques dans la biosphère constituent donc un enjeu capital pour permettre une bonne estimation des risques sanitaires et écologiques. La connaissance de la spéciation est capitale pour engager des processus de biorémédiation. Ici, c'est l'effet des microorganismes sur la spéciation de l'uranium dans l'environnement qui nous intéresse. Selon les formes initiales de l'uranium, les bactéries peuvent l'accumuler et/ou le transformer et ainsi modifier sa biodisponibilité. Les modèles utilisés dans cette étude sont Cupriavidus metallidurans CH34, bactérie tellurique résistante aux métaux lourds, Deinococcus radiodurans R1, bactérie connue pour être une des espèces les plus radiorésistantes et Rhodopseudomonas palustris, bactérie pourpre autotrophe capable de dégrader les composés aromatiques en anaérobie. Ces bactéries sont cultivées en présence de deux formes d'uranium retrouvées dans l'environnement : une forme minérale, le carbonate d'uranyle et une forme organique, le citrate d'uranyle. Ces formes ont d'abord été modélisées et les milieux de culture ont été modifiés pour pouvoir travailler avec ces espèces. La capacité des bactéries à résister, à transformer et/ou accumuler l'uranium a été étudiée. On observe une différence entre les concentrations minimales inhibitrices des deux spéciations mais celle-ci est en fait due à une différence de biodisponibilité des phosphates. Aucune accumulation ne semble être mise en évidence aux pH environnementaux par dosage de l'uranium et par observation au microscope électronique à transmission alors qu'une précipitation est observée à pH 1. La spéciation de l'uranium a été étudiée par spectroscopie d'absorption X (EXAFS). La spéciation est bien maitrisée dans les milieux de culture et les précipités observés aux pH très acide sont ces complexes de phosphates d'uranyle.

Uranium is both a radiological and a chemical toxic. Its concentration in the environment is low except when human activities have caused pollution. Uranium is a heavy reactive element, and thus it is easily complexed with soil component like minerals or organic molecules. These different complexes can be more or less bioavailable for microorganisms and plants, and then get in the human food chain. The knowledge and the understanding of transfer mechanisms and also the fate of toxic elements in the biosphere are a key issue to estimate health and ecological hazards. The knowledge of the speciation is very important for bioremediation processes. Here, we focused on the microorganisms effects onto uranium speciation in environment. Bacteria can accumulate and/or transform uranium depending on the initial form of the element. Thus, its bioavailability could be changed. The species used in this work are Cupriavidus metallidurans CH34, which is an environmental bacteria with a high resistance to heavy metal, Deinococcus radiodurans R1, which is known for his radiological resistance, and Rhodopseudomonas palustris, which is a purple phototrophic bacteria capable of degrading aromatic compounds. Two forms of uranium were used with these bacteria, a mineral one, uranyl carbonate, and an organic one, uranyl citrate. In a first step, the growth media were modified in order to stabilize uranium complexes thanks to a simulation program. Then, the capacity of the bacteria to accumulate or transform uranium was studied. We saw a difference between minimal inhibition concentrations of these two speciation which is due to a difference between phosphate bioavailability. No accumulation was observed with environmental pH but uranium precipitation was observed with acidic pH (pH 1). Uranium speciation seemed to be well controlled in the growth media and the precipitates were uranyl phosphate., L'uranium est un toxique à la fois chimique et radiologique. C'est un élément que l'on retrouve à faible concentration dans l'environnement sauf lors de pollutions causées par les activités humaines. Du fait de sa forte réactivité, l'ion uranyle peut se complexer à de nombreux constituants du sol, qu'ils soient minéraux ou organiques. Ces différentes formes peuvent être ainsi plus ou moins biodisponibles pour les microorganismes et les plantes et peuvent ensuite rentrer dans la chaîne alimentaire de l'homme. La connaissance et la compréhension des mécanismes de transfert et du devenir d'éléments toxiques chimiques et radiologiques dans la biosphère constituent donc un enjeu capital pour permettre une bonne estimation des risques sanitaires et écologiques. La connaissance de la spéciation est capitale pour engager des processus de biorémédiation. Ici, c'est l'effet des microorganismes sur la spéciation de l'uranium dans l'environnement qui nous intéresse. Selon les formes initiales de l'uranium, les bactéries peuvent l'accumuler et/ou le transformer et ainsi modifier sa biodisponibilité. Les modèles utilisés dans cette étude sont Cupriavidus metallidurans CH34, bactérie tellurique résistante aux métaux lourds, Deinococcus radiodurans R1, bactérie connue pour être une des espèces les plus radiorésistantes et Rhodopseudomonas palustris, bactérie pourpre autotrophe capable de dégrader les composés aromatiques en anaérobie. Ces bactéries sont cultivées en présence de deux formes d'uranium retrouvées dans l'environnement : une forme minérale, le carbonate d'uranyle et une forme organique, le citrate d'uranyle. Ces formes ont d'abord été modélisées et les milieux de culture ont été modifiés pour pouvoir travailler avec ces espèces. La capacité des bactéries à résister, à transformer et/ou accumuler l'uranium a été étudiée. On observe une différence entre les concentrations minimales inhibitrices des deux spéciations mais celle-ci est en fait due à une différence de biodisponibilité des phosphates. Aucune accumulation ne semble être mise en évidence aux pH environnementaux par dosage de l'uranium et par observation au microscope électronique à transmission alors qu'une précipitation est observée à pH 1. La spéciation de l'uranium a été étudiée par spectroscopie d'absorption X (EXAFS). La spéciation est bien maitrisée dans les milieux de culture et les précipités observés aux pH très acide sont ces complexes de phosphates d'uranyle.

Morphine is widely used for its pharmacologic properties but a chronic treatment leads to side effects such as tolerance and dependence which restrict clinical use. In order to understand the molecular basis of these side effects, we have analysed the impacts of a morphine treatment on the proteome and phosphoproteome prepared from SH-SY5Y cells. Using a differential proteomic strategy we have shown that chronic drug treatment induces a proteasomal dependent degradation of Gbeta and Ggamma2 proteins. Furthermore, G beta degradation was highly correlated with adenylyl cyclase sensitization, a phenomenon known to be involved in morphine dependence. Overall, our proteomic analysis has detected about fifty proteins and hundred phosphoproteins modulated by a morphine treatment. In conclusion, my PhD work has highlighted a new molecular mechanism underlying adenylyl cyclase sensitization and suggests for the first time that the proteasome pathway is involved in long-term morphine adaptations.; En France la prise en charge des grandes douleurs fait toute sa place à la morphine. Cependant la prise prolongée de morphine entraîne la tolérance et la dépendance. Une stratégie de protéomique différentielle a été entreprise afin d'identifier les adaptations cellulaires à un traitement par la drogue dans des cellules SH-SY5Y. Nous avons montré, notamment, qu'un traitement chronique entraîne la dégradation par le protéasome des protéines Gbeta et Ggamma2. Aussi, le niveau de dégradation de Gbeta est corrélé avec le niveau de sensibilisation de l'adénylyl cyclase (AC), phénomène impliqué dans la dépendance à la morphine. Globalement, l'analyse protéomique a permis de détecter environ 50 protéines et une centaine de phosphoprotéines modulées par la drogue. Mes travaux ont permis de proposer un nouveau mécanisme moléculaire responsable de la sensibilisation de l'AC et surtout suggèrent pour la première fois que le protéasome est impliqué dans les effets chroniques de la morphine.

Morphine is widely used for its pharmacologic properties but a chronic treatment leads to side effects such as tolerance and dependence which restrict clinical use. In order to understand the molecular basis of these side effects, we have analysed the impacts of a morphine treatment on the proteome and phosphoproteome prepared from SH-SY5Y cells. Using a differential proteomic strategy we have shown that chronic drug treatment induces a proteasomal dependent degradation of Gbeta and Ggamma2 proteins. Furthermore, G beta degradation was highly correlated with adenylyl cyclase sensitization, a phenomenon known to be involved in morphine dependence. Overall, our proteomic analysis has detected about fifty proteins and hundred phosphoproteins modulated by a morphine treatment. In conclusion, my PhD work has highlighted a new molecular mechanism underlying adenylyl cyclase sensitization and suggests for the first time that the proteasome pathway is involved in long-term morphine adaptations.; En France la prise en charge des grandes douleurs fait toute sa place à la morphine. Cependant la prise prolongée de morphine entraîne la tolérance et la dépendance. Une stratégie de protéomique différentielle a été entreprise afin d'identifier les adaptations cellulaires à un traitement par la drogue dans des cellules SH-SY5Y. Nous avons montré, notamment, qu'un traitement chronique entraîne la dégradation par le protéasome des protéines Gbeta et Ggamma2. Aussi, le niveau de dégradation de Gbeta est corrélé avec le niveau de sensibilisation de l'adénylyl cyclase (AC), phénomène impliqué dans la dépendance à la morphine. Globalement, l'analyse protéomique a permis de détecter environ 50 protéines et une centaine de phosphoprotéines modulées par la drogue. Mes travaux ont permis de proposer un nouveau mécanisme moléculaire responsable de la sensibilisation de l'AC et surtout suggèrent pour la première fois que le protéasome est impliqué dans les effets chroniques de la morphine.