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Reactive oxygen species --- pharmacology --- Reactive oxygen species --- pharmacology

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The current enthusiasm for nanomaterials raises many questions in terms of public health. The use of nanoparticles is indeed becoming of their toxicity. A panel of amorphous manodispersed silica nanoparticles (SNP) is used here as a model to investigate some mechanisms and determinants of toxicity that could possibly be extrapolated to other nanoparticles.
A well-known mechanism in nanotoxicity involves reactive oxygen species (ROS) this mechanisms is investigated here with several tests exploring the different levels at which ROS may be involved. The release of ROS in the presence of SNP has been studied in acellular and cellular medium. Similarly, the effects of SNP on the gene expression of heme oxygenase-1 as well as on the oxidation state if glutathione was also investigated. We found no experimental argument in favour of the intervention of ROS in the presence of the SNP.
Another common mechanism of cytotoxicity is studied here: the membranolytic effects of nanoparticles. To this end, erythrocytes have been exposed to different SNPs. An haemolytic activity of the SNP was noticed and a linear regression taking into account the different physico-chemical characteristics of the SNPs showed that only the diameter is determinant for their haemolytic activity: the larger is the diameter the more haemolytic they are.
The addition of chloroquine (positively charged) to the haemolysis test reduced the haemolytic effect of silica particles (>100nm) because of its electrostatic interaction with their surface. In the case if silica nanoparticles (<100nm, negatively charged) chloroquine caused an increase of the haemolytic activity. The apparent hydrodynamic diameter of SNP in the presence of chloroquine was measured to try explaining these results. We noted a significant increase in the presence of chloroquine, confirming the effect of size on the membranolytic effect.
It appears from these different experiments that there is no argument in favour of a toxicity mechanism implicating ROS. The membranolytic effect has been demonstrated and the fact that the chloroquine modified the haemolytic activity of SNP suggests the presence of an interactional mechanism between SNPs surface and the cells membrane L’engouement actuel pour les nanomatériaux suscite de nombreuses questions sur le plan de la santé publique. L’utilisation des nanoparticules est en effet de plus en plus répandue et leur grande diversité pose problème lorsqu’il s’agit d’évaluer leur toxicité. Un panel de nanoparticules de silice (SNP) amorphes monodispersées est utilisé ici comme modèle pour investiguer certains mécanismes et déterminants de la toxicité qui pourront éventuellement être extrapolés à d’autres nanoparticules.
Un mécanisme bien connu en nanotoxicologie implique les espèces réactives de l’oxygène (ROS). Ce mécanisme est investigué ici grâce à plusieurs tests explorant les différents niveaux auxquels les ROS peuvent intervenir. La libération de ROS en présence de SNP a donc été étudiée en milieux acellulaire et cellulaire. De même, l’effet des SNP sur l’expression génique de la hème oxygénase-1 ainsi que sur l’état d’oxydation du glutathion a également été investigué. Nous n’avons pas trouvé d’argument expérimental en faveur de l’intervention des ROS en présence de SNP.
Un autre mécanisme fréquent de cytotoxicité est étudié ici : l’action membranolytique des nanoparticules. Pour ce faire, des érythrocytes sont exposés aux différentes SNP. Une hémolyse a été observée et une régression linéaire prenant en compte les différentes caractéristiques physico-chimiques des SNP a mis en évidence que seul le diamètre est déterminant pour l’activité hémolytique : plus leur diamètre est grand plus elles sont hémolytiques.
L’ajout de chloroquine (chargée positivement) au test d’hémolyse diminue l’effet hémolytique de particules de silice (>100nm) par absorption électrostatique à leur surface. Dans le cas des SNP (<100nm ; chargée négativement), la chloroquine a provoqué une augmentation de l’activité hémolytique. Le diamètre hydrodynamique apparent des SNP en présence de chloroquine a été mesuré pour essayer d’expliquer ces résultats. Celui-ci subit une augmentation importante en présence de chloroquine, confirmant l’influence de la taille sur l’effet membranolytique.
Il apparaît donc à travers ces différentes expériences qu’il n’y a pas d’argument en faveur d’un mécanisme de toxicité impliquant les ROS. L’effet membranolytique a été démontré et le fait que la chloroquine ait modifié l’activité hémolytique des SNP suggère la présence d’un mécanisme interactionnel entre la surface des SNP et les cellules

Nanoparticles --- Silicon Dioxide --- Reactive Oxygen Species --- Chloroquine

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Oxygen is a chemical element that is essential to life on Barth. ln addition, oxygen is responsible for the existence of reactive species, called ROS.ROS have an important role in the physiological control of cell functions. Namely, they are needed in the control of signaling pathways, in response to bath intracellular and extracellular changes. Last but not least. ROS are involved in immune defense and cell signaling. Because of their chemical properties.ROS are part of the cell biological redox system. During a chronic redox imbalance (oxidative stress), excessive ROS can display toxic effects. Indeed they potentially induce mutagenic DNA lesions, as well as lipid peroxidation and protein oxidation. Damage can be detrimental to the cell integrity. Thus, ROS may lead to tumorigenesis. Meanwhile, ROS can undergo protumorigenic signals such as survival, grov.th and tumor cell, which are spread by angiogenesis. Thus, they promote metastases, which are a major cause of cancer death. Nevertheless, in order to preserve the sustainability of the system, the organism has developed protective and regulating mechanisms of ROS. These are the antioxidants. For several decades, scientific studies have been investigating the role and the impact of ROS in cancer development. Such studies are lead in order to high light the key elements that support the balance between ROS and antioxidants, particularly in the development of new anti-tumor therapies. ln this thesis, we provide insight into the role of ROS on the emergence of tumorigenesis. We also investigate the impact of ROS on the balance of the redox homeostasis and, finally, their implications in anticancer therapy. A better understanding of the molecular functions of ROS as one of the key mediators in tumorigenesis may potentially provide opportunities for pharmacological intervention. L'oxygène est essentiel à la vie sur terre, il est cependant à l'origine d'espèces réactives, dénommées les ROS. Les ROS sont indispensables dans le contrôle des voies de signalisation en réponse aux changements tant intracellulaires qu'extracellulaires. Ils ont un rôle important dans la physiologie de l'organisme en participant à la défense immunitaire et à la signalisation cellulaire. De part leur nature, les ROS font partie du système rédox biologique de nos cellules. Afin de préserver l'harmonie de ce système, l'organisme a développé des mécanismes protecteurs et régulateurs des ROS, ce sont les antioxydants. Par contre, lors d'un déséquilibre chronique (stress oxydant), les ROS en excès, peuvent avoir des effets toxiques. En effet, ils induisent des lésions de l'ADN potentiellement mutagènes, ainsi que la peroxydation lipidique et l'oxydation des protéines. Des dégâts pouvant être préjudiciable pour le bon fonctionnement de la cellule et seraient à l'origine de la tumorigenèse. En outre, ils favorisent la survie, la croissance et la dissémination tumorale par l'angiogenèse. Ceci aboutit in fine au développement de métastases responsables de la majorité des décès dus au cancer. Depuis plusieurs décennies, les études scientifiques se penchent sur la question et essayent de mettre en lumière les éléments clés qui soutiennent l'équilibre entre les ROS et les antioxydants, notamment dans le cadre de la mise au point de nouvelles thérapies anti tumorales. L'objectif de ce mémoire vise donc à étudier le rôle des ROS dans la tumorigenèse, dans le maintien de l'équilibre entre ROS et les antioxydants, ainsi que dans la thérapie anticancéreuse. En effet, il apparaît que l'étude de cet équilibre assure une meilleure compréhension du rôle des ROS et mérite une analyse approfondie, compte-tenu des nouvelles perceptives thérapeutiques qui peuvent en découler.

Reactive Oxygen Species --- Oxidative Stress --- Neoplasms --- Antineoplastic Agents

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This eBook is a collection of articles from a Frontiers Research Topic. Frontiers Research Topics are very popular trademarks of the Frontiers Journals Series: they are collections of at least ten articles, all centered on a particular subject. With their unique mix of varied contributions from Original Research to Review Articles, Frontiers Research Topics unify the most influential researchers, the latest key findings and historical advances in a hot research area! Find out more on how to host your own Frontiers Research Topic or contribute to one as an author by contacting the Frontiers Editorial Office: frontiersin.org/about/contact

Reactive Oxygen Species --- redox signaling --- NADPH Oxidase --- Inflammation --- Antioxidants

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This topic focuses on distribution, synthesis, metabolism, and the in vivo roles of melatonin in plants, with 1 editorial, 3 reviews, 21 original research studies and 1 corrigendum.

Melatonin --- development --- plant --- reactive oxygen species (ROS) --- stress responses --- Melatonin --- development --- plant --- reactive oxygen species (ROS) --- stress responses