Mechanisms of glucocorticoid responsiveness in the lung during development and inflammation

Glucocorticoids (GCs) are vital hormones involved in lung development and the regulation of the inflammatory/immune response. High inter-individual variability in GC responsiveness exists among patients using steroids as treatment for inflammatory diseases. Evidence suggests that vitamin D (VitD), another player in lung development, improves GC function. Even though progress has been made in the study of steroid insensitivity, the molecular mechanisms are not completely elucidated and the effects of limited GC response during lung development have not been explored. The first objective of the present thesis was to study mechanisms of steroid responsiveness in asthma using mouse models of the disease. The Balb/c strain demonstrated a steroid insensitive phenotype associated with increased amounts of active p38 MAPK and subsequent inactivation of the GC receptor (GR) following allergen challenge. Additionally, lymphoblast cell lines derived from asthmatic children were used to study mechanisms for variable GC responsiveness and to explore the modulatory role of VitD on GC function. Poor responsiveness to steroids in asthmatic children was associated with limited GR nuclear bioavailability as a consequence of decreased baseline GR expression and faster hormone-induced downregulation. Suggestive evidence for a beneficial effect of VitD in steroid sensitivity is presented. Finally, steroid responsiveness and VitD modulation of GC function was studied in epithelial cells of the developing lung of normoresponsive and atopic rat models. The developmental airway epithelium of the atopic rat appeared to be more sensitive to steroids, possibly making the lung more susceptible to the deleterious effects of GCs, and VitD attenuated the GC response. Overall this thesis highlights the complexity of steroid function and its regulation by multiple mechanisms ranging from altered expression, reduced activation, abnormal nuclear translocation and increased homologous downregulation of GR.Les glucocorticoïdes (GC) sont des hormones vitales impliquées dans le développement des poumons et de la régulation de la réponse inflammatoire/immunitaire. Une grande variation interindividuelle de la réactivité des GC existe chez les patients utilisant des stéroïdes comme traitement pour les maladies inflammatoires. Les preuves suggèrent que la vitamine D (VitD), une autre molécule impliquée dans le développement des poumons, améliore la fonction des GC. Même si des progrès ont été réalisés dans l'étude de l'insensibilité aux stéroïdes, les mécanismes moléculaires ne sont pas complètement élucidés et les effets de la réponse compromise aux GC au cours du développement pulmonaire n'ont pas été explorés. Le premier objectif de cette thèse est d'étudier les mécanismes de réactivité des stéroïdes dans l'asthme en utilisant des modèles murins de la maladie. La souche Balb/c a démontré un phénotype d'insensibilité aux stéroïdes associé à des quantités accrues de p38 MAPK sous forme active et l'inactivation subséquente du récepteur des GC (GR) après provocation par un allergène. De plus, des lignées cellulaires lymphoblastiques provenant d'enfants asthmatiques ont été utilisées pour étudier les mécanismes de réactivité variable des GC et ont permis d'explorer le rôle modulateur de la VitD sur la fonction des GC. Chez les enfants asthmatiques, une faible réactivité aux stéroïdes a été associée à une biodisponibilité nucléaire limitée du GR à la suite de l'expression basale diminuée du GR et de la rapide régulation négative induite par l'hormone. Des évidences suggérant un effet bénéfique de la VitD sur la sensibilité aux stéroïdes sont présentées. Enfin, la réactivité des stéroïdes et la modulation de la fonction des GC par la VitD ont été étudiées dans les cellules épithéliales du poumon en développement des modèles de rats normaux et atopiques. L'épithélium des voies respiratoires du rat atopique semble être plus sensible aux stéroïdes, en rendant possiblement les poumons plus susceptibles aux effets néfastes des GC, et la réponse des GC est atténuée par la VitD. Cette thèse met en évidence la complexité de la fonction de stéroïdes et de sa régulation par des mécanismes multiples allant de l'expression altérée, l'activation réduite, la translocation nucléaire anormale et l'augmentation de la régulation négative homologue des GC

Genetic and phenotypic dissection of smoke induced emphysema in mouse

Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a composite of conditions that include an abnormal inflammatory response and emphysema. Cigarette smoking is the main risk factor for developing COPD and mouse models are widely used in the study of smoking induced emphysema. The C57BL/6 mouse strain develops airspace enlargement after chronic smoke exposure, with no change in lung mechanics. The broad objective of this thesis is to try to identify in mice, candidate genes that cause a difference in susceptibility to the development of the disease and to better understand the inflammatory process that occurs in response to smoke exposure.A detailed introduction to COPD and proposed mechanisms of its pathophysiology are presented in Chapter I.Chapter II consists of a manuscript containing data comparing the genetic expression profiles and inflammation in lung tissue of mice (C57BL/6) chronically exposed to cigarette smoke, with age-paired controls. The findings presented in Chapter II are discussed in greater detailed in Chapter III

C1-Symmetric Versus C2-Symmetric Ligands in Enantioselective Copper- Bis(oxazoline)-Catalyzed Cyclopropanation Reactions

A thorough experimental and theoretical study of the enantioselective cyclopropanation of alkenes catalyzed by chiral bis(oxazoline)– and azabis(oxazoline)–copper complexes, which comprise a new family of ligands that lack C2 symmetry, has been conducted. Surprisingly high enantioselectivities were observed with some of these ligands, which were rationalized on the basis of molecular modeling studies. The course of the asymmetric induction in connection with ligand symmetry and the implications for supported enantioselective catalysts are discussed

Polytopic oxazoline-based chiral ligands for cyclopropanation reactions: A new strategy to prepare highly recyclable catalysts

El pdf del artículo es la versión post-print.New polytopic chiral copper complexes based on azabis(oxazoline) moieties have been synthesized and applied in cyclopropanation reactions of several alkenes. Excellent enantioselectivities have been obtained in all cases and additionally, the catalysts have been recovered in up to 14 cycles without noticeable loss of activity and selectivity. Analysis of the copper complexes by mass spectrometry suggests the formation of coordination polymers, representing the resting state of the catalysts.This work was supported by the Ministerio de Ciencia e Innovación (projects CTQ2008-05138 and Consolider Ingenio 2010 CSD2006-0003), the Aragon Government, the European Commission (European Regional Development Funds), the and the Deutsche Forschungsgemeinschaft (RE 948–8/1 “GLOBUCAT”).Peer Reviewe