Project

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Pancreatic islet-cell apoptosis: characterization of JNK and p38 isoforms mediating b-cell failure

Applicant Bonny Christophe
Number 133018
Funding scheme Project funding
Research institution Unité de Génétique Moléculaire Falaises 1 - CHUV
Institution of higher education University of Lausanne - LA
Main discipline Endocrinology
Start/End 01.10.2010 - 30.09.2013
Approved amount 375'000.00
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Keywords (11)

b-cells; insulin; IL-1; JNK; p38; apoptosis; transplantation; diabetes; Cytokines; JNK3; siRNA

Lay Summary (French)

Lead
Lay summary
Le diabète est une maladie métabolique qui se traduit par une déficience de l'insuline suite à la destruction progressive des cellules bêta (îlot pancréatique) qui la produit. Cette pathologie entraine une hyperglycémie chronique qui à long terme évolue vers des complications sévères. La transplantation d'îlots isolés à partir de donneurs constitue une alternative thérapeutique à l'insulinothérapie chez les diabétiques. Cette technique souffre cependant de la perte précoce et massive des cellules bêta suite au stress engendré lors de la préparation des îlots. Ce projet a pour but de comprendre les mécanismes moléculaires qui contrôlent la survie de la cellule bêta afin de prévenir ou retarder la maladie. Dans la pathologie du diabète, la destruction cellulaire se produit principalement par un mécanisme de mort programmée appelé apoptose. La voie de signalisation JNK a été largement impliquée dans la dysfonction et la mort des cellules bêta exposées à divers stress (cytokines). Trois JNK protéines (JNK1, JNK2, et JNK3) ont été décrites dans la littérature avec des fonctions distinctes. Alors que l'expression de JNK1/2 est ubiquitaire, celle de JNK3 initialement restreinte au cerveau, a été décrite récemment dans la cellule bêta. Contrairement à JNK1/2, on démontre que JNK3 confère une protection contre la mort induite par les cytokines. Le projet s'intéresse à:1) Définir le rôle de JNK3 in vitro dans la cellule bêta, et identifier les effecteurs recrutés dans des conditions de stress définies. Cette étude utilise des ARNs d'interférence pour réduire l'expression de JNK3 et décrire son effet sur la cellule.2) Définir la fonction de JNK3 in vivo et son implication dans le développement du diabète. Cette étude implique l'utilisation de souris génétiquement modifiées. Les souris seront exposées à une diète normale ou riche en graisse pour créer une résistance à l'insuline (altération de l'action de l'insuline sur des tissus périphériques cibles). Il est particulièrement intéressant de déterminer si l'absence de JNK3 chez les souris obèses provoque une dysfonction cellulaire (incapacité à produire/secréter l'insuline en quantité suffisante suite à une demande accrue).3) Développer/tester des peptides inhibiteurs de l'apoptose lors du processus d'isolement des îlots pour préserver la masse fonctionnelle avant la transplantation. Ce projet s'inscrit dans la continuité de notre précédente publication qui démontre que contrairement aux autres isoformes de JNK, JNK3 est anti-apoptotique dans la cellule bêta. L'identification d'effecteurs sous jacents permettrait d'élaborer une stratégie visant à préserver la masse cellulaire et éviter l'hyperglycémie
Direct link to Lay Summary Last update: 21.02.2013

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Publications

Publication
JNK3 Maintains Expression of the Insulin Receptor Substrate 2 (IRS2) in Insulin-Secreting Cells: Functional Consequences for Insulin Signaling
Abdelli Saida Christophe Bonny (2012), JNK3 Maintains Expression of the Insulin Receptor Substrate 2 (IRS2) in Insulin-Secreting Cells: Functional Consequences for Insulin Signaling, in PLOS one, 7(5), e35997.

Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
Centre integratif genomique (CIG), Université de Lausanne Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
- Research Infrastructure
l’institut européen de génomique du diabète (EGID) France (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
- Research Infrastructure
- Exchange of personnel
Centre for Chronic Disease Control (CCDC) India (Asia)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
The University of Arizona Department of Surgery United States of America (North America)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
- Research Infrastructure
- Exchange of personnel
- Industry/business/other use-inspired collaboration
Etude CoLaus Centre Hospitalier Universitaire Vaudois Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Research Infrastructure

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
118193 Pancreatic islet cells apoptosis: characterization and production of tools for the blockade of the stress signaling pathways 01.10.2007 Project funding
118193 Pancreatic islet cells apoptosis: characterization and production of tools for the blockade of the stress signaling pathways 01.10.2007 Project funding

Abstract

1. SUMMARY BackgroundType 1 diabetes mellitus is characterized by chronic hyperglycemia and insulin deficiency that follows progressive destruction of insulin-secreting b-cells through an autoimmune process. The pancreatic islets are invaded by immune cells (macrophages, lymphocytes) that selectively destroy b-cells through different mechanisms including: the perforin/granzyme system, the Fas/FasL system, and pro-inflammatory cytokines that ultimately trigger b-cell death mainly through apoptotic mechanisms. Pro-inflammatory cytokines also account for major cell losses during the process of islet transplantation, ultimately participating to graft failure.We and others have demonstrated the prominent role of the stress-signaling pathways JNK and p38, which are both activated by pro-inflammatory cytokines, in b-cell death. In particular the JNK1/2 and the p38d isoforms have been implicated in b-cell apoptosis, while we have shown that the islet/brain specific JNK3 protein has protective effects.We propose here:1.to determine the identity of the factors controlled by JNK3 and that protect b-cells from insults in insulin-secreting cell-lines 2.to investigate the role of JNK3 in vivo using JNK3-deficient mice 3.to achieve and study the functional consequences of pharmacological inhibition of the p38 isoforms, especially p38d using available cell-penetrating peptides in insulin secreting cell-lines4.to achieve and study the functional consequences of pharmacological inhibition of the JNK and p38 isoforms, especially p38d using available cell-penetrating peptides during the process of islet isolation and graftingRelevance of the proposalProgress towards the preservation of the b-cell mass requires both an improved characterization of the mechanisms involved in cell destruction, and the assessment of tools aimed at the pharmacological inhibition of the mechanisms identified. The proposed studies here address both aspects, first by taking advantage of JNK3 silencing to identify further protective mechanisms, while the unprecedented inhibition of p38d with cell-permeable peptides might might lead to more potent protective pharmacological strategies.
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