Mise en évidence de transporteurs de la résistance pléiotropique dans la muqueuse olfactive et leur implication dans la réponse aux odorants chez les rongeurs

La résistance pléiotropique (MDR) est une propriété de certaines cellules relative à la capacité de rejeter ou d évacuer une très large variété de substances potentiellement toxiques. Les pompes à l origine de ce rejet sont des protéines membranaires appartenant à la superfamille ABC (ATP-Binding Cassette). Deux membres de cette famille ABC confèrent la propriété de résistance pléiotropique, P-gp (P-glycoprotein) et MRP1 (Multidrug Resistance-associated Protein). Nous avons mené une étude fonctionnelle sur l activité de ces deux transporteurs dans la muqueuse olfactive à la fois chez le rat et la souris. Nous avons employé le test fluorométrique à la calcéine-AM sur des tranches coronales de la muqueuse olfactive incubées en présence d inhibiteurs spécifiques des transporteurs de la résistance pléiotropique, vérapamil et cyclosporine A comme inhibiteurs de Pgp ainsi que probénécide et MK571 comme inhibiteurs de MRP1. Chacun de ces quatre inhibiteurs provoque une augmentation significative de l intensité de la fluorescence.Afin de savoir si les transporteurs de la résistance pléiotropique peuvent être impliqués dans la réponse olfactive nous avons examiné les réponses évoquées par des odorants seuls ou mélangés à l aide d enregistrements d électro-olfactogrammes (EOG). En présence des deux inhibiteurs de MRP1, l amplitude maximale des EOG est significativement réduite pour chaque stimulus odorant testé, tandis que les inhibiteurs de Pgp n ont qu un effet modéré ou nul. L expression des gènes codant pour Pgp et MRP1 dans l épithélium olfactif ont ensuite été confirmées par RT-PCR. L ensemble de ces résultats suggère que les transporteurs MRP1 et Pgp sont présents et fonctionnels dans l épithélium olfactif principal des rongeurs et sont impliqués dans la réponse aux odorants. Leur fonction précise dans l olfaction reste à éluciderMultidrug resistance (MDR) is a property of various cells associated with the capacity to reject or efflux a wide range of potentially harmful substances out of the cell. Pumps that effect such efflux are membrane proteins and belong to the ATP- binding cassette (ABC) superfamily. Among the members of the ABC family two are conferring MDR, P-glycoprotein (Pgp) and the multidrug resistance-associated protein (MRP1). In this study we investigated the functional activity of MDR transporters in olfactory mucosa of two species, rat and mouse. We used the fluorometric calcein-AM uptake assay on olfactory mucosal slices incubated with specific inhibitors of the MDR-transporters, verapamil and cyclosporin A as Pgp-inhibitors, and probenecid and MK571 as MRP-inhibitors. All four inhibitors caused significant increases in fluorescence intensities. To test if MDR transporters may be involved in the olfactory response we examined odorant evoked responses to single and mixed odorants by means of electro-olfactograms recordings (EOG). In the presence of the two MRP inhibitors, maximum EOG amplitudes were significantly reduced for all odorants tested, while Pgp inhibitors had only a moderate or no effect. Expression of Pgp and MRP1 encoding genes in the olfactory epithelium was further confirmed by RT-PCR. The results together suggest that MRP and Pgp transporters are present and functional in the main olfactory epithelium of rodents and are implicated in the olfactory response. The precise functional role in olfaction remains to be elucidated.DIJON-BU Doc.électronique (212319901) / SudocSudocFranceF

Postnatal odorant exposure induces peripheral olfactory plasticity at the cellular level

Mammalian olfactory sensory neurons (OSNs) form the primary elements of the olfactory system. Inserted in the olfactory mucosa lining of the nasal cavity, they are exposed to the environment and their lifespan is brief. Several reports say that OSNs are regularly regenerated during the entire life and that odorant environment affects the olfactory epithelium. However, little is known about the impact of the odorant environment on OSNs at the cellular level and more precisely in the context of early postnatal olfactory exposure. Here we exposed MOR23-green fluorescent protein (GFP) and M71-GFP mice to lyral or acetophenone, ligands for MOR23 or M71, respectively. Daily postnatal exposure to lyral induces plasticity in the population of OSNs expressing MOR23. Their density decreases after odorant exposure, whereas the amount of MOR23 mRNA and protein remain stable in the whole epithelium. Meanwhile, quantitative PCR indicates that each MOR23 neuron has higher levels of olfactory receptor transcripts and also expresses more CNGA2 and phosphodiesterase 1C, fundamental olfactory transduction pathway proteins. Transcript levels return to baseline after 4 weeks recovery. Patch-clamp recordings reveal that exposed MOR23 neurons respond to lyral with higher sensitivity and broader dynamic range while the responses' kinetics were faster. These effects are specific to the odorant-receptor pair lyral-MOR23: there was no effect of acetophenone on MOR23 neurons and no effect of acetophenone and lyral on the M71 population. Together, our results clearly demonstrate that OSNs undergo specific anatomical, molecular, and functional adaptation when chronically exposed to odorants in the early stage of life

Functional Evidence of Multidrug Resistance Transporters (MDR) in Rodent Olfactory Epithelium

Background: P-glycoprotein (Pgp) and multidrug resistance-associated protein (MRP1) are membrane transporter proteins which function as efflux pumps at cell membranes and are considered to exert a protective function against the entry of xenobiotics. While evidence for Pgp and MRP transporter activity is reported for olfactory tissue, their possible interaction and participation in the olfactory response has not been investigated. Principal Findings: Functional activity of putative MDR transporters was assessed by means of the fluorometric calcein acetoxymethyl ester (calcein-AM) accumulation assay on acute rat and mouse olfactory tissue slices. Calcein-AM uptake was measured as fluorescence intensity changes in the presence of Pgp or MRP specific inhibitors. Epifluorescence microscopy measured time course analysis in the olfactory epithelium revealed significant inhibitor-dependent calcein uptake in the presence of each of the selected inhibitors. Furthermore, intracellular calcein accumulation in olfactory receptor neurons was also significantly increased in the presence of either one of the Pgp or MRP inhibitors. The presence of Pgp or MRP1 encoding genes in the olfactory mucosa of rat and mouse was confirmed by RT-PCR with appropriate pairs of speciesspecific primers. Both transporters were expressed in both newborn and adult olfactory mucosa of both species. To assess a possible involvement of MDR transporters in the olfactory response, we examined the electrophysiological response to odorants in the presence of the selected MDR inhibitors by recording electroolfactograms (EOG). In both animal species

Mise en évidence de transporteurs de la résistance pléiotropique dans la muqueuse olfactive et leur implication dans la réponse aux odorants chez les rongeurs

Multidrug resistance (MDR) is a property of various cells associated with the capacity to reject or efflux a wide range of potentially harmful substances out of the cell. Pumps that effect such efflux are membrane proteins and belong to the ATP- binding cassette (ABC) superfamily. Among the members of the ABC family two are conferring MDR, P-glycoprotein (Pgp) and the multidrug resistance-associated protein (MRP1). In this study we investigated the functional activity of MDR transporters in olfactory mucosa of two species, rat and mouse. We used the fluorometric calcein-AM uptake assay on olfactory mucosal slices incubated with specific inhibitors of the MDR-transporters, verapamil and cyclosporin A as Pgp-inhibitors, and probenecid and MK571 as MRP-inhibitors. All four inhibitors caused significant increases in fluorescence intensities. To test if MDR transporters may be involved in the olfactory response we examined odorant evoked responses to single and mixed odorants by means of electro-olfactograms recordings (EOG). In the presence of the two MRP inhibitors, maximum EOG amplitudes were significantly reduced for all odorants tested, while Pgp inhibitors had only a moderate or no effect. Expression of Pgp and MRP1 encoding genes in the olfactory epithelium was further confirmed by RT-PCR. The results together suggest that MRP and Pgp transporters are present and functional in the main olfactory epithelium of rodents and are implicated in the olfactory response. The precise functional role in olfaction remains to be elucidated.La résistance pléiotropique (MDR) est une propriété de certaines cellules relative à la capacité de rejeter ou d’évacuer une très large variété de substances potentiellement toxiques. Les pompes à l’origine de ce rejet sont des protéines membranaires appartenant à la superfamille ABC (ATP-Binding Cassette). Deux membres de cette famille ABC confèrent la propriété de résistance pléiotropique, P-gp (P-glycoprotein) et MRP1 (Multidrug Resistance-associated Protein). Nous avons mené une étude fonctionnelle sur l’activité de ces deux transporteurs dans la muqueuse olfactive à la fois chez le rat et la souris. Nous avons employé le test fluorométrique à la calcéine-AM sur des tranches coronales de la muqueuse olfactive incubées en présence d’inhibiteurs spécifiques des transporteurs de la résistance pléiotropique, vérapamil et cyclosporine A comme inhibiteurs de Pgp ainsi que probénécide et MK571 comme inhibiteurs de MRP1. Chacun de ces quatre inhibiteurs provoque une augmentation significative de l’intensité de la fluorescence.Afin de savoir si les transporteurs de la résistance pléiotropique peuvent être impliqués dans la réponse olfactive nous avons examiné les réponses évoquées par des odorants seuls ou mélangés à l’aide d’enregistrements d’électro-olfactogrammes (EOG). En présence des deux inhibiteurs de MRP1, l’amplitude maximale des EOG est significativement réduite pour chaque stimulus odorant testé, tandis que les inhibiteurs de Pgp n’ont qu’un effet modéré ou nul. L’expression des gènes codant pour Pgp et MRP1 dans l’épithélium olfactif ont ensuite été confirmées par RT-PCR. L’ensemble de ces résultats suggère que les transporteurs MRP1 et Pgp sont présents et fonctionnels dans l’épithélium olfactif principal des rongeurs et sont impliqués dans la réponse aux odorants. Leur fonction précise dans l’olfaction reste à élucide

Evidence of multidrug resistance transporters in rodents olfactory epithelium and their implication in the response to odorants

La résistance pléiotropique (MDR) est une propriété de certaines cellules relative à la capacité de rejeter ou d’évacuer une très large variété de substances potentiellement toxiques. Les pompes à l’origine de ce rejet sont des protéines membranaires appartenant à la superfamille ABC (ATP-Binding Cassette). Deux membres de cette famille ABC confèrent la propriété de résistance pléiotropique, P-gp (P-glycoprotein) et MRP1 (Multidrug Resistance-associated Protein). Nous avons mené une étude fonctionnelle sur l’activité de ces deux transporteurs dans la muqueuse olfactive à la fois chez le rat et la souris. Nous avons employé le test fluorométrique à la calcéine-AM sur des tranches coronales de la muqueuse olfactive incubées en présence d’inhibiteurs spécifiques des transporteurs de la résistance pléiotropique, vérapamil et cyclosporine A comme inhibiteurs de Pgp ainsi que probénécide et MK571 comme inhibiteurs de MRP1. Chacun de ces quatre inhibiteurs provoque une augmentation significative de l’intensité de la fluorescence.Afin de savoir si les transporteurs de la résistance pléiotropique peuvent être impliqués dans la réponse olfactive nous avons examiné les réponses évoquées par des odorants seuls ou mélangés à l’aide d’enregistrements d’électro-olfactogrammes (EOG). En présence des deux inhibiteurs de MRP1, l’amplitude maximale des EOG est significativement réduite pour chaque stimulus odorant testé, tandis que les inhibiteurs de Pgp n’ont qu’un effet modéré ou nul. L’expression des gènes codant pour Pgp et MRP1 dans l’épithélium olfactif ont ensuite été confirmées par RT-PCR. L’ensemble de ces résultats suggère que les transporteurs MRP1 et Pgp sont présents et fonctionnels dans l’épithélium olfactif principal des rongeurs et sont impliqués dans la réponse aux odorants. Leur fonction précise dans l’olfaction reste à éluciderMultidrug resistance (MDR) is a property of various cells associated with the capacity to reject or efflux a wide range of potentially harmful substances out of the cell. Pumps that effect such efflux are membrane proteins and belong to the ATP- binding cassette (ABC) superfamily. Among the members of the ABC family two are conferring MDR, P-glycoprotein (Pgp) and the multidrug resistance-associated protein (MRP1). In this study we investigated the functional activity of MDR transporters in olfactory mucosa of two species, rat and mouse. We used the fluorometric calcein-AM uptake assay on olfactory mucosal slices incubated with specific inhibitors of the MDR-transporters, verapamil and cyclosporin A as Pgp-inhibitors, and probenecid and MK571 as MRP-inhibitors. All four inhibitors caused significant increases in fluorescence intensities. To test if MDR transporters may be involved in the olfactory response we examined odorant evoked responses to single and mixed odorants by means of electro-olfactograms recordings (EOG). In the presence of the two MRP inhibitors, maximum EOG amplitudes were significantly reduced for all odorants tested, while Pgp inhibitors had only a moderate or no effect. Expression of Pgp and MRP1 encoding genes in the olfactory epithelium was further confirmed by RT-PCR. The results together suggest that MRP and Pgp transporters are present and functional in the main olfactory epithelium of rodents and are implicated in the olfactory response. The precise functional role in olfaction remains to be elucidated

Evidence for multidrug resistance transporter activity in the olfactory epithelium of rodents

International audienc

Post-natal unilateral naris occlusion in mice induces olfactory receptor-specific plasticity at the cellular level

absen

Comparison of the kinetics of olfactory responses during inhibitor application.

<p>Representative electroolfactogram (EOG) traces from rat in response to the odorant mixture of 10⁻⁴ M before and during MDR inhibitor application. EOG traces were normalized to their maximum amplitude and averaged for the comparison of their time course. Inhibitors applied were verapamil at 200 µM, CsA  =  cyclosporin A at 5 µM, probenecid at 2.5 mM, and MK571 at 25 µM. Each averaged waveform represents the independent assessment from four different animals.</p

Primer pairs used for the amplification of cDNAs for rat and mouse Mdrs and Mrps.

<p>Primer pairs used for the amplification of cDNAs for rat and mouse Mdrs and Mrps.</p

Modulatory effect of MDR inhibitors on the olfactory response to odorants in rat and mouse.

<p><b>A:</b> Representative superimposed electroolfactogram traces recorded in the septal olfactory mucosa of a rat (left) and a mouse (right) under control conditions. Responses are recorded to a sequence of stimuli (inset, left) as KCl, IBMX, a mixture of odorants, isoamyl acetate and 2,5-dimethyl pyrazine, at concentrations of 10⁻⁴ M. <b>B:</b> Representative selection of EOG recordings from rats in response to the mixture at a concentration of 10⁻⁴ M before (control, solid line), during (inhibitor, dashed line), and after (recovery, dot-dash line) application of four MDR inhibitors: verapamil at 200 µM, cyclosporin A (CsA) at 5 µM, probenecid at 2.5 mM and MK571 at 25 µM. Recordings are from four different specimen.</p