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Your search keyword '"GON, Nathalie"' showing total 9 results
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9 results on '"GON, Nathalie"'

1. A proteomic-informed view of the changes induced by loss of cellular adherence: The example of mouse macrophages

Author

Rios, Sacnite Ramirez, Torres, Anaëlle, Diemer, Hélène, Collin-Faure, Véronique, Cianférani, Sarah, Lafanechère, Laurence, Rabilloud, Thierry, Institute for Advanced Biosciences / Institut pour l'Avancée des Biosciences (Grenoble) (IAB), Centre Hospitalier Universitaire [Grenoble] (CHU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement français du sang - Auvergne-Rhône-Alpes (EFS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Protéomique pour la Microbiologie, l'Immunilogie et la Toxicologie (PROMIT), Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire de Spectrométrie de Masse BioOrganique [Strasbourg] (LSMBO), Département Sciences Analytiques et Interactions Ioniques et Biomoléculaires (DSA-IPHC), Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Infrastructure Nationale de Protéomique, FR2048 ProFI, Protéomique pour la Microbiologie, l'Immunologie et la Toxicologie (PROMIT), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and GON, Nathalie

Subjects
Proteomics, Science, [SDV.BBM.BP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biophysics, [SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, Bioenergetics, Research and Analysis Methods, Nitric Oxide, Biochemistry, Mice, Contractile Proteins, Phagocytosis, Tubulins, [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Hexokinase, Cell Adhesion, Animals, Electrophoresis, Gel, Two-Dimensional, [SDV.BC] Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, Energy-Producing Organelles, Cytoskeleton, Enzyme Assays, Membrane Potential, Mitochondrial, Macrophages, Cell Cycle, Biology and Life Sciences, Proteins, Cell Biology, Actins, Mitochondria, [SDV.BBM.BP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biophysics, Cytoskeletal Proteins, Bioassays and Physiological Analysis, RAW 264.7 Cells, Cell Processes, [SDV.BBM.GTP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Medicine, Cellular Structures and Organelles, Biochemical Analysis, Research Article
Abstract

International audience; Except cells circulating in the bloodstream, most cells in vertebrates are adherent. Studying the repercussions of adherence per se in cell physiology is thus very difficult to carry out, although it plays an important role in cancer biology, e.g. in the metastasis process. In order to study how adherence impacts major cell functions, we used a murine macrophage cell line. Opposite to the monocyte/macrophage system, where adherence is associated with the acquisition of differentiated functions, these cells can be grown in both adherent or suspension conditions without altering their differentiated functions (phagocytosis and inflammation signaling). We used a proteomic approach to cover a large panel of proteins potentially modified by the adherence status. Targeted experiments were carried out to validate the proteomic results, e.g. on metabolic enzymes, mitochondrial and cytoskeletal proteins. The mitochondrial activity was increased in non-adherent cells compared with adherent cells, without differences in glucose consumption. Concerning the cytoskeleton, a rearrangement of the actin organization (filopodia vs sub-cortical network) and of the microtubule network were observed between adherent and non-adherent cells. Taken together, these data show the mechanisms at play for the modification of the cytoskeleton and also modifications of the metabolic activity between adherent and non-adherent cells.

Published
2021
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2. Iron Dysregulation in Human Cancer: Altered Metabolism, Biomarkers for Diagnosis, Prognosis, Monitoring and Rationale for Therapy

Author

Benoit Busser, Pierre Lelièvre, Lucie Sancey, Aurélien Deniaud, Jean-Luc Coll, Institute for Advanced Biosciences / Institut pour l'Avancée des Biosciences (Grenoble) (IAB), Centre Hospitalier Universitaire [Grenoble] (CHU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement français du sang - Auvergne-Rhône-Alpes (EFS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Biologie des Métaux (BioMet ), Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Department of Clinical Biochemistry, ANR-17-CE18-0028,MEDI-LIBS,Analyse multi-élémentaire de pathologies pulmonaires par spectroscopie laser(2017), and GON, Nathalie

Subjects
Cancer Research, medicine.medical_treatment, diagnostic, [SDV.CAN]Life Sciences [q-bio]/Cancer, Review, [SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, Malignancy, lcsh:RC254-282, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, [SDV.CAN] Life Sciences [q-bio]/Cancer, Iron homeostasis, medicine, cancer, [SDV.BC] Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, 030304 developmental biology, oncology_oncogenics, [SDV.MHEP.EM] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Endocrinology and metabolism, 0303 health sciences, Chemotherapy, therapy, business.industry, Oxygen transport, Cancer, [SDV.MHEP.EM]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Endocrinology and metabolism, lcsh:Neoplasms. Tumors. Oncology. Including cancer and carcinogens, medicine.disease, 3. Good health, Clinical trial, Deferoxamine, Oncology, 030220 oncology & carcinogenesis, Cancer cell, Cancer research, iron homeostasis, business, prognostic, medicine.drug
Abstract

Simple Summary Iron is the more abundant metal ion in humans. It is essential for life as it has a role in various cellular processes involved, for instance, in cell metabolism and DNA synthesis. These functions are crucial for cell proliferation, and it is therefore not surprising that iron is accumulated in tumors. In this review, we describe normal and altered iron homeostasis mechanisms. We also provide a vision of iron-related proteins with altered expression in cancers and discuss their potential as diagnostic and/or prognostic biomarkers. Finally, we give an overview of therapeutic strategies acting on iron metabolism to fight against cancers. Abstract Iron (Fe) is a trace element that plays essential roles in various biological processes such as DNA synthesis and repair, as well as cellular energy production and oxygen transport, and it is currently widely recognized that iron homeostasis is dysregulated in many cancers. Indeed, several iron homeostasis proteins may be responsible for malignant tumor initiation, proliferation, and for the metastatic spread of tumors. A large number of studies demonstrated the potential clinical value of utilizing these deregulated proteins as prognostic and/or predictive biomarkers of malignancy and/or response to anticancer treatments. Additionally, the iron present in cancer cells and the importance of iron in ferroptosis cell death signaling pathways prompted the development of therapeutic strategies against advanced stage or resistant cancers. In this review, we select relevant and promising studies in the field of iron metabolism in cancer research and clinical oncology. Besides this, we discuss some co-existing discrepant findings. We also present and discuss the latest lines of research related to targeting iron, or its regulatory pathways, as potential promising anticancer strategies for human therapy. Iron chelators, such as deferoxamine or iron-oxide-based nanoparticles, which are already tested in clinical trials, alone or in combination with chemotherapy, are also reported.

Published
2020
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3. The Multifaceted Roles of Copper in Cancer: A Trace Metal Element with Dysregulated Metabolism, but Also a Target or a Bullet for Therapy

Author

Aurélien Deniaud, Pierre Lelièvre, Jean-Luc Coll, Benoit Busser, Lucie Sancey, Institute for Advanced Biosciences / Institut pour l'Avancée des Biosciences (Grenoble) (IAB), Centre Hospitalier Universitaire [Grenoble] (CHU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement français du sang - Auvergne-Rhône-Alpes (EFS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Biologie des Métaux (BioMet ), Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Department of Clinical Biochemistry, ANR-17-CE18-0028,MEDI-LIBS,Analyse multi-élémentaire de pathologies pulmonaires par spectroscopie laser(2017), and GON, Nathalie

Subjects
Cancer Research, Copper protein, [CHIM.THER] Chemical Sciences/Medicinal Chemistry, chemistry.chemical_element, diagnostic, [SDV.CAN]Life Sciences [q-bio]/Cancer, Review, [SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, [CHIM.THER]Chemical Sciences/Medicinal Chemistry, lcsh:RC254-282, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, [SDV.CAN] Life Sciences [q-bio]/Cancer, medicine, Distribution (pharmacology), cancer, [SDV.BC] Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, oncology_oncogenics, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, therapy, Chemistry, Cancer, copper homeostasis, Metabolism, medicine.disease, lcsh:Neoplasms. Tumors. Oncology. Including cancer and carcinogens, Copper, 3. Good health, Oncology, 030220 oncology & carcinogenesis, Cancer cell, Cancer research, Signal transduction, prognostic, Homeostasis
Abstract

Simple Summary Copper is an essential element for human life. However, its redox activity can be detrimental for the cell that developed highly coordinated pathways to chelate and traffic copper through the cell or the organism. Owing to its important role in functions essential for cell growth and metabolism, copper concentrations are frequently dysregulated in tumors. In this review, we describe normal and cancer-altered copper homeostasis mechanisms. Moreover, on the basis of this knowledge, we expose not only copper-related diagnostic and prognostic markers for oncology but also therapeutic strategies to act on copper homeostasis to fight against cancer. Abstract In the human body, copper (Cu) is a major and essential player in a large number of cellular mechanisms and signaling pathways. The involvement of Cu in oxidation–reduction reactions requires close regulation of copper metabolism in order to avoid toxic effects. In many types of cancer, variations in copper protein levels have been demonstrated. These variations result in increased concentrations of intratumoral Cu and alterations in the systemic distribution of copper. Such alterations in Cu homeostasis may promote tumor growth or invasiveness or may even confer resistance to treatments. Once characterized, the dysregulated Cu metabolism is pinpointing several promising biomarkers for clinical use with prognostic or predictive capabilities. The altered Cu metabolism in cancer cells and the different responses of tumor cells to Cu are strongly supporting the development of treatments to disrupt, deplete, or increase Cu levels in tumors. The metallic nature of Cu as a chemical element is key for the development of anticancer agents via the synthesis of nanoparticles or copper-based complexes with antineoplastic properties for therapy. Finally, some of these new therapeutic strategies such as chelators or ionophores have shown promising results in a preclinical setting, and others are already in the clinic.

Published
2020
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4. Environmental science

Author

Tardillo Suarez, Vanessa, Karepina, Elizaveta, Chevallet, Mireille, Gallet, Benoit, Cottet-Rousselle, Cécile, Charbonnier, Peggy, Moriscot, Christine, Michaud-Soret, Isabelle, Bal, Wojciech, Fuchs, Alexandra, Tucoulou, Remi, Jouneau, Pierre-Henri, Veronesi, Giulia, Deniaud, Aurélien, European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), Biologie des Métaux (BioMet ), Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Groupe Microscopie Electronique et Méthodes (IBS-MEM), Institut de biologie structurale (IBS - UMR 5075), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Laboratory of Fundamental and Applied Bioenergetics = Laboratoire de bioénergétique fondamentale et appliquée (LBFA), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes (UGA), Integrated Structural Biology Grenoble (ISBG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-European Molecular Biology Laboratory [Grenoble] (EMBL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institute of Biochemistry and Biophysics, Polish Academy of Sciences, INSERM, U1160, Département de Gastroentérologie, Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Groupe modélisation et chimie théorique (MCT ), GON, Nathalie, and Integrated Structural Biology Grenoble (ISBG - UMS 3518 )

Subjects
[SDV.EE.SANT]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Health, [SDE] Environmental Sciences, [SDE]Environmental Sciences, [SDV.EE.SANT] Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Health, [SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, [SDV.BC] Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology
Abstract

International audience; The impact on human health of long-term exposure to low doses of silver nanoparticles (AgNPs) remainsunderstudied. Cellular studies have shown the intracellular dissolution of AgNPs within endolysosomesfollowed by Ag(I) binding to biomolecular thiolate-containing molecules. However, the precise subcellulardistribution of Ag(I) and the nature of the disrupted physiological pathways remained unknown. Novelimaging approaches enabled us to visualize the trafficking of AgNP-containing lysosomes towards aperinuclear location and a nuclear transfer of Ag(I) species with accumulation in the nucleoli. These Ag(I)species impaired nuclear receptor activity, disrupting critical mechanisms of liver physiology in low doseexposure scenarios, thus justifying further research into defining a framework for the safe use of AgNPs.

Published
2020
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5. Subcellular Chemical Imaging: New Avenues in Cell Biology

Author

Pietro Benettoni, Benoit Gallet, Giulia Veronesi, Sylvain Bohic, Rémi Tucoulou, Johan Decelle, Matthias Schmidt, Peta L. Clode, Niculina Musat, Hryhoriy Stryhanyuk, Melissa K. Passarelli, Light Photosynthesis & Metabolism (Photosynthesis), Physiologie cellulaire et végétale (LPCV), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA), Groupe modélisation et chimie théorique (MCT ), Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), Groupe Microscopie Electronique et Méthodes (IBS-MEM), Institut de biologie structurale (IBS - UMR 5075), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Helmholtz Centre for Environmental Research, Department of Isotope Biogeochemistry (UFZ), Laboratory for Biological Geochemistry, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Synchrotron Radiation for Biomedicine = Rayonnement SynchroTROn pour la Recherche BiomédicalE (STROBE), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Centre for Microscopy, Characterisation and Analysis (CMCA), The University of Western Australia (UWA), UWA School of Biological Sciences, Défi X-Life grant from CNRS, Landmark ESFRI project, ANR-10-LABX-0049,GRAL,Grenoble Alliance for Integrated Structural Cell Biology(2010), ANR-17-EURE-0003,CBH-EUR-GS,CBH-EUR-GS(2017), ANR-10-INBS-0002,EMBRC-France,CENTRE NATIONAL DE RESSOURCES BIOLOGIQUES MARINES(2010), Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Groupe modélisation et chimie théorique (MCT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Synchrotron Radiation for Biomedicine [Grenoble] (STROBE), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes (UGA), GON, Nathalie, Grenoble Alliance for Integrated Structural Cell Biology - - GRAL2010 - ANR-10-LABX-0049 - LABX - VALID, CBH-EUR-GS - - CBH-EUR-GS2017 - ANR-17-EURE-0003 - EURE - VALID, Infrastructures - CENTRE NATIONAL DE RESSOURCES BIOLOGIQUES MARINES - - EMBRC-France2010 - ANR-10-INBS-0002 - INBS - VALID, and Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)

Subjects
Chemical imaging, Elemental imaging, [SDV.IB.IMA]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Imaging, Cells, elemental imaging, x-ray-fluorescence, Correlative microscopy, X-ray fluorescence, neurons, Computational biology, [SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, Biology, ion mass-spectrometry, Multimodal Imaging, localization, nanosims, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Imaging, Three-Dimensional, Animals, Humans, correlative microscopy, chemical imaging, [SDV.BC] Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, 030304 developmental biology, lateral resolution, 0303 health sciences, electron microscopy, Cell Biology, elements, [SDV.IB.IMA] Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Imaging, speciation, reveals, SIMS, electron-microscopy, 030217 neurology & neurosurgery, Subcellular Fractions
Abstract

International audience; To better understand the physiology and acclimation capability of the cell, one of the great challenges of the future is to access the interior of a cell and unveil its chemical landscape (composition and distribution of elements and molecules). Chemical imaging has greatly improved in sensitivity and spatial resolution to visualize and quantify nutrients, metabolites, toxic elements, and drugs in single cells at the subcellular level. This review aims to present the current potential of these emerging imaging technologies and to guide biologists towards a strategy for interrogating biological processes at the nanoscale. We also describe various solutions to combine multiple imaging techniques in a correlative way and provide perspectives and future directions for integrative subcellular imaging across different disciplines

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2020
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6. Copper-Associated Oxidative Stress Contributes to Cellular Inflammatory Responses in Cystic Fibrosis

Author

REYNAUD, Deborah, SERGENT, Frederic, ABI NAHED, Roland, TRABOULSI, Wael, COLLET, Constance, MARQUETTE, Christel, HOFFMANN, Pascale, BALBONI, Gianfranco, ZHOU, Qun-Yong, MURTHI, Padma, KOUADRI, Amal, CORMENIER, Johanna, GEMY, Kevin, MACARI, Laurence, CHARBONNIER, Peggy, RICHAUD, Pierre, MICHAUD-SORET, Isabelle, ALFAIDY, Nadia, BENHAROUGA, Mohamed, Mécanisme de l’Angiogenèseet des BarrièresBiologiques (MAB2), BioSanté (UMR BioSanté), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire de Chimie Bioinorganique Médicale (LCBM), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, BioEnergie et Environnement (BEE), Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Métaux et Organes (MET&OR), Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) (BIAM), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), INSERM U1292, and GON, Nathalie

Subjects
0301 basic medicine, [SDV]Life Sciences [q-bio], Medicine (miscellaneous), Inflammation, [SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, Mitochondrion, medicine.disease_cause, [SDV.MHEP.PSR]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Pulmonology and respiratory tract, Cystic fibrosis, Article, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, lung, cystic fibrosis, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, [SDV.BBM] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology, medicine, oxidative stress, [SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology, CFTR, [SDV.BC] Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, lcsh:QH301-705.5, biology, Chemistry, medicine.disease, Molecular biology, 3. Good health, 030104 developmental biology, lcsh:Biology (General), inflammation, Catalase, copper, Unfolded protein response, Chloride channel, biology.protein, [SDV.MHEP.PSR] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Pulmonology and respiratory tract, medicine.symptom, 030217 neurology & neurosurgery, Oxidative stress, Intracellular
Abstract

Cystic fibrosis (CF) is caused by mutations in the gene encoding the CF Transmembrane Conductance Regulator (CFTR), an apical chloride channel. An early inflammation (EI) in the lung of CF patients occurring in the absence of any bacterial infection has been reported. This EI has been proposed to be associated with oxidative stress (OX-S), generated by deregulations of the oxidant/antioxidant status. Recently, we demonstrated that copper (Cu), an essential trace element, mediates OX-S in bronchial cells. However, the role of this element in the development of CF-EI, in association with OX-S, has never been investigated. Using healthy (16HBE14o, HBE), CF (CFBE14o, CFBE), and corrected-wild type CFTR CF (CFBE-wt) bronchial cells, we characterized the inflammation and OX-S profiles in relation to the copper status and CFTR expression and function. We demonstrated that CFBE cells exhibited a CFTR-independent intrinsic inflammation. These cells also exhibited an alteration in mitochondria, UPR (Unfolded Protein Response), catalase, Cu/Zn- and Mn-SOD activities, and an increase in the intracellular content of iron, zinc, and Cu. The increase in Cu concentration was associated with OX-S and inflammatory responses. These data identify cellular Cu as a key factor in the generation of CF-associated OX-S and opens new areas of investigation to better understand CF-associated EI.

Published
2021
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7. Involvement of the Prion Protein in the Protection of the Human Bronchial Epithelial Barrier Against Oxidative Stress

Author

Pierre Richaud, Mariam El Khatib, Sylvain Chauvet, Micheline El Khoury, Johanna Cormenier, Christelle Coraux, Wael Zeinyeh, Mohamed Benharouga, Laurence Macari, Nadia Alfaidy, Isabelle Michaud-Soret, Amal Kouadri, Biologie des Métaux (BioMet), Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) (BIAM), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Pathologies Pulmonaires et Plasticité Cellulaire - UMR-S 1250 (P3CELL), Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Biologie du Cancer et de l'Infection (BCI ), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), GON, Nathalie, Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)

Subjects
0301 basic medicine, Copper Sulfate, Physiology, animal diseases, Clinical Biochemistry, Bronchial epithelium, Bronchi, Oxidative phosphorylation, [SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, medicine.disease_cause, Biochemistry, Desmoglein, [SDV.MHEP.PSR]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Pulmonology and respiratory tract, Prion Proteins, Cell Line, Adherens junction, 03 medical and health sciences, Cell polarity, medicine, Humans, [SDV.BC] Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, Molecular Biology, General Environmental Science, Messenger RNA, 030102 biochemistry & molecular biology, biology, Tight junction, Chemistry, Desmoplakin, Cell Polarity, Epithelial Cells, Adherens Junctions, Cell Biology, Cell biology, nervous system diseases, 030104 developmental biology, Prion protein, A549 Cells, Oxidative stress, biology.protein, [SDV.MHEP.PSR] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Pulmonology and respiratory tract, General Earth and Planetary Sciences, Junctional proteins, Copper
Abstract

International audience; AIM: Bronchial epithelium acts as a defensive barrier against inhaled pollutants and microorganisms. This barrier is often compromised in inflammatory airway diseases that are characterized by excessive oxidative stress responses, leading to bronchial epithelial shedding, barrier failure, and increased bronchial epithelium permeability. Among proteins expressed in the junctional barrier and participating to the regulation of the response to oxidative and to environmental stresses is the cellular prion protein (PrPC). However, the role of PrPC is still unknown in the bronchial epithelium. Herein, we investigated the cellular mechanisms by which PrPC protein participates into the junctional complexes formation, regulation, and oxidative protection in human bronchial epithelium.RESULTS: Both PrPC messenger RNA and mature protein were expressed in human epithelial bronchial cells. PrPC was localized in the apical domain and became lateral, at high degree of cell polarization, where it colocalized and interacted with adherens (E-cadherin/γ-catenin) and desmosomal (desmoglein/desmoplakin) junctional proteins. No interaction was detected with tight junction proteins. Disruption of such interactions induced the loss of the epithelial barrier. Moreover, we demonstrated that PrPC protection against copper-associated oxidative stress was involved in multiple processes, including the stability of adherens and desmosomal junctional proteins.INNOVATION: PrPC is a pivotal protein in the protection against oxidative stress that is associated with the degradation of adherens and desmosomal junctional proteins.CONCLUSION: Altogether, these results demonstrate that the loss of the integrity of the epithelial barrier by oxidative stress is attenuated by the activation of PrPC expression, where deregulation might be associated with respiratory diseases.

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2019
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8. Comparative proteomic analysis of the molecular responses of mouse macrophages to titanium dioxide and copper oxide nanoparticles unravels some toxic mechanisms for copper oxide nanoparticles in macrophages

Author

Triboulet, Sarah, Aude-Garcia, Catherine, Armand, Lucie, Collin-Faure, Véronique, Chevallet, Mireille, Diemer, Hélène, Gerdil, Adèle, Proamer, Fabienne, Strub, Jean Marc, Habert, Aurélie, Herlin, Nathalie, Van Dorsselaer, Alain, Carrière, Marie, Rabilloud, Thierry, Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Service de Chimie Inorganique et Biologique (SCIB - UMR E3), Institut Nanosciences et Cryogénie (INAC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Spectrométrie de Masse BioOrganique [Strasbourg] (LSMBO), Département Sciences Analytiques et Interactions Ioniques et Biomoléculaires (DSA-IPHC), Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Francis PERRIN (LFP - URA 2453), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Edifices Nanométriques (LEDNA), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Analyses de Biologie Médicale (LABM), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-EFS Alsace, GON, Nathalie, Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), and Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Proteomics, Cell Survival, Science, Metal Nanoparticles, [SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, Nitric Oxide, Mice, Phagocytosis, [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Animals, DNA Breaks, Double-Stranded, Electrophoresis, Gel, Two-Dimensional, [SDV.BC] Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, Titanium, Macrophages, Glutathione, Dihydroxyphenylalanine, [SDV.TOX] Life Sciences [q-bio]/Toxicology, Enzyme Induction, [SDV.TOX]Life Sciences [q-bio]/Toxicology, Heme Oxygenase (Decyclizing), [SDV.BBM.GTP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Cytokines, Medicine, Copper, Research Article
Abstract

International audience; Titanium dioxide and copper oxide nanoparticles are more and more widely used because of their catalytic properties, of their light absorbing properties (titanium dioxide) or of their biocidal properties (copper oxide), increasing the risk of adverse health effects. In this frame, the responses of mouse macrophages were studied. Both proteomic and targeted analyses were performed to investigate several parameters, such as phagocytic capacity, cytokine release, copper release, and response at sub toxic doses. Besides titanium dioxide and copper oxide nanoparticles, copper ions were used as controls. We also showed that the overall copper release in the cell does not explain per se the toxicity observed with copper oxide nanoparticles. In addition, both copper ion and copper oxide nanoparticles, but not titanium oxide, induced DNA strands breaks in macrophages. As to functional responses, the phagocytic capacity was not hampered by any of the treatments at non-toxic doses, while copper ion decreased the lipopolysaccharide-induced cytokine and nitric oxide productions. The proteomic analyses highlighted very few changes induced by titanium dioxide nanoparticles, but an induction of heme oxygenase, an increase of glutathione synthesis and a decrease of tetrahydrobiopterin in response to copper oxide nanoparticles. Subsequent targeted analyses demonstrated that the increase in glutathione biosynthesis and the induction of heme oxygenase (e.g. by lovastatin/monacolin K) are critical for macrophages to survive a copper challenge, and that the intermediates of the catecholamine pathway induce a strong cross toxicity with copper oxide nanoparticles and copper ions.

Published
2015
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9. Toxicity and chemical transformation of silver nanoparticles in A549 lung cells: dose-rate-dependent genotoxic impact

Author

Laure Bobyk, Catherine Aude-Garcia, Isabelle Kieffer, Adeline Tarantini, David Béal, Pierre-Henri Jouneau, Marie Carrière, Thierry Douki, Eugenia Valsami-Jones, Giulia Veronesi, Karin Pernet-Gallay, Iseult Lynch, Sylvie Motellier, Sylvie Sauvaigo, Thierry Rabilloud, GON, Nathalie, SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Chimie computationnelle, modélisation et rayons X (COMX), Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249), European Synchroton Radiation Facility [Grenoble] (ESRF), Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN), Institut National de L'Energie Solaire (INES), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département des Technologies des NanoMatériaux (DTNM), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de L'Energie Solaire (INES), School of Geography, Earth and Environmental Sciences [Birmingham], University of Birmingham [Birmingham], Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Groupe d'imagerie neurofonctionnelle (GIN), Institut des Maladies Neurodégénératives [Bordeaux] (IMN), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Protéomique pour la Microbiologie, l'Immunologie et la Toxicologie (PROMIT), LXRepair, BIOPOLIS, Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de L'Energie Solaire (INES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut des Maladies Neurodégénératives [Bordeaux] (IMN), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Protéomique pour la Microbiologie, l'Immunilogie et la Toxicologie (PROMIT)

Subjects
DNA damage, DNA repair, Materials Science (miscellaneous), Cell, [SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, 010501 environmental sciences, Pharmacology, [SDV.MHEP.PSR]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Pulmonology and respiratory tract, 01 natural sciences, Silver nanoparticle, 03 medical and health sciences, [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], medicine, [SDV.BC] Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, 030304 developmental biology, 0105 earth and related environmental sciences, General Environmental Science, A549 cell, 0303 health sciences, [SDV.TOX.ECO] Life Sciences [q-bio]/Toxicology/Ecotoxicology, Chemistry, technology, industry, and agriculture, Metabolism, medicine.anatomical_structure, 13. Climate action, Toxicity, [SDV.BBM.GTP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], [SDV.MHEP.PSR] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Pulmonology and respiratory tract, [SDV.TOX.ECO]Life Sciences [q-bio]/Toxicology/Ecotoxicology, Intracellular
Abstract

International audience; Silver nanoparticles (Ag-NPs) are widely used as biocides, leading to contamination of the environment and possible adverse effects on humans. Recent studies revealed that the cellular response to acute exposure to Ag-NPs differs from the response to chronic exposure, although we currently lack systematic studies comparing responses to different dosing regimens. In this study, A549 lung epithelial cells were exposed to 15 nm NM300K or 59 nm PVP-coated Ag-NPs under two different conditions. Under these two conditions, the cells received the same total sub-lethal concentration of Ag-NPs, but the dose was either administered over a 24 hour period (acute exposure) or split over four successive days (repeated exposure). These two types of Ag-NPs were chosen as PVP-coated particles were hypothesized to dissolve more slowly than NM300K particles. EXAFS measurements confirmed this hypothesis, showing more rapid oxidation of Ag-0-NPs to Ag-I in cells exposed to NM300K. The intracellular Ag content was higher in cells exposed to NM300K, and higher in cells following acute exposure than cells exposed to repeated doses. Whatever the exposure scenario, Ag-I bound to thiol-containing intracellular proteins. Both exposure regimens altered cellular metabolism, caused intracellular ROS accumulation and blocked cell cycle progression. DNA damage was only observed following acute exposure, as strand breaks in cells exposed to NM300K and oxidized DNA bases in cells exposed to Ag-PVP. This damage was concomitant with decreased DNA repair activities. Together, these results show that acute exposure of A549 cells to Ag-NPs induces stronger effects on DNA integrity than repeated exposure. Nevertheless, repeated exposure to a low concentration of Ag-NPs profoundly altered the cell's metabolism and blocked cell cycle progression, confirming that both exposure regimens have detrimental effects.

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