STUDYING THE EFFECTS OF HIGH FREQUENCE ELECTRICAL STIMULATION ON A CELLULAR MODEL IN VITRO
ETUDE DES EFFETS DE LA STIMULATION ELECTRIQUE A HAUTE FREQUENCE DANS UN MODELE CELLULAIRE IN VITRO
Résumé
A system for electrical stimulation on cells lines in vitro was optimized for studying cellular and molecular mechanism of high frequency electrical stimulation. Two cells lines (GH3 and PC12) were analysed at the transcriptomic and proteomic level as well as for the impact on hormonal secretion and neurotransmitter release. We compared PRL secretion of GH3 cell by HFS, LFS and dopamine as well as catecolamine (DA, AD and NA) secretion of PC12 cell treated by HFS, LFS and 6-OHDA. Proteomic synthesis of stimulated cells were analysed by 35S methionine incorporation and by SELDI-TOF-MS. At last we have investigated modifications of gene expression of stimulated cells using DNA nylon microarray based on long oligonucleotides and radioactive detection. First experiment demonstrated that HFS induced a significant decrease of the amount of prolactin to a level comparable to the level obtained with dopamine, one well known inhibitor of prolactin. Similarly, the amount of catecholamines detected in the cell culture medium was significantly down regulated. Transcriptomic data manifested the existence of characteristic expression profiles for high frequency electrical stimulation. About 100 discriminatory genes were individualized upon HFS involved in the proteomic synthesis, calcium signalisation and cellular energetic. We confirmed the impact of HFS on protein synthesis with SELDI-TOF technique and methionine incorporation.One original HFS mechanism has been validated, involving protein synthesis neutralisation in the reacted inactivation of neuronal structures. Implication of calcium signalisation and PKC pathway were also suggested.
Un dispositif de stimulation électrique in vitro sur des lignées cellulaires a été optimisé afin de nous permettre d'étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires de la SHF. Deux lignées cellulaires (GH3 et PC12) ont été analysées au niveau transcriptomique, protéomique et de la sécrétion hormonale et de neurotransmetteurs.Nous avons comparé les niveaux de sécrétion de PRL des GH3 traitées par SHF, SBF ou par la dopamine; ainsi que les niveaux des catécholamines (DA, AD et NA) des PC12 traitées par SHF, SBF ou par la 6-OHDA. La synthèse protéique des cellules stimulées a été analysée par les techniques d'incorporation de 35S méthionine et de SELDI-TOF-MS. Enfin nous avons recherché les modifications d'expression génique des cellules stimulées en utilisant la technique des microarray à base d'oligonucléotides longs sur nylon et détection radioactive.Les premières expériences montrent une diminution significative de la quantité de prolactine à un niveau comparable à celui obtenu avec l'inhibiteur conventionnel, la dopamine. De la même façon, la production de catécholamines dans le milieu est inhibée. Les données transcriptomiques montrent l'existence des profils d'expression caractéristique de la neurostimulation à haute fréquence, avec environ 100 gènes discriminants impliqués dans la synthèse protéique, la signalisation calcique, l'énergétique cellulaire pour les principaux. Nous avons confirmé l'impact de la neurostimulation sur la synthèse protéique en SELDI-TOF comme en incorporation de méthionine. Un mécanisme original de SHF peut donc être proposé, impliquant la neutralisation de la synthèse protéique dans l'inactivation réactionnelle des structures neuronale
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