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Vivot K, Benahmed MA, Seyfritz E, Bietiger W, Elbayed K, Ruhland E, Langlois A, Maillard E, Pinget M, Jeandidier N, Gies JP, Namer IJ, Sigrist S, Reix N. A Metabolomic Approach ( 1H HRMAS NMR Spectroscopy) Supported by Histology to Study Early Post-transplantation Responses in Islet-transplanted Livers. Int J Biol Sci 2016; 12:1168-1180. [PMID: 27766032 PMCID: PMC5069439 DOI: 10.7150/ijbs.15189] [Citation(s) in RCA: 4] [Impact Index Per Article: 0.5] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 02/03/2016] [Accepted: 06/28/2016] [Indexed: 11/05/2022] Open
Abstract
Intrahepatic transplantation of islets requires a lot of islets because more than 50% of the graft is lost during the 24 hours following transplantation. We analyzed, in a rat model, early post-transplantation inflammation using systemic inflammatory markers, or directly in islet-transplanted livers by immunohistochemistry. 1H HRMAS NMR was employed to investigate metabolic responses associated with the transplantation. Inflammatory markers (Interleukin-6, α2-macroglobulin) are not suitable to follow islet reactions as they are not islet specific. To study islet specific inflammatory events, immunohistochemistry was performed on sections of islet transplanted livers for thrombin (indicator of the instant blood-mediated inflammatory reaction (IBMIR)) and granulocytes and macrophages. We observed a specific correlation between IBMIR and granulocyte and macrophage infiltration after 12 h. In parallel, we identified a metabolic response associated with transplantation: after 12 h, glucose, alanine, aspartate, glutamate and glutathione were significantly increased. An increase of glucose is a marker of tissue degradation, and could be explained by immune cell infiltration. Alanine, aspartate and glutamate are inter-connected in a common metabolic pathway known to be activated during hypoxia. An increase of glutathione revealed the presence of antioxidant protection. In this study, IBMIR visualization combined with 1H HRMAS NMR facilitated the characterization of cellular and molecular pathways recruited following islet transplantation.
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Affiliation(s)
- Kevin Vivot
- UMR DIATHEC, EA 7294, Centre Européen d'Etude du Diabète, Université de Strasbourg, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Bld René Leriche, 67200 Strasbourg, France
| | - Malika A. Benahmed
- ICube UMR 7357, Université de Strasbourg, CNRS, IMIS, 4 rue Kirschleger, 67085 Strasbourg, France
- Service de Biophysique et Médecine Nucléaire, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, 1 avenue Molière, 67100 Strasbourg, France
- Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Faculté de médecine, Strasbourg, France
| | - Elodie Seyfritz
- UMR DIATHEC, EA 7294, Centre Européen d'Etude du Diabète, Université de Strasbourg, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Bld René Leriche, 67200 Strasbourg, France
| | - William Bietiger
- UMR DIATHEC, EA 7294, Centre Européen d'Etude du Diabète, Université de Strasbourg, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Bld René Leriche, 67200 Strasbourg, France
| | - Karim Elbayed
- ICube UMR 7357, Université de Strasbourg, CNRS, IMIS, 4 rue Kirschleger, 67085 Strasbourg, France
| | - Elisa Ruhland
- ICube UMR 7357, Université de Strasbourg, CNRS, IMIS, 4 rue Kirschleger, 67085 Strasbourg, France
- Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Faculté de médecine, Strasbourg, France
| | - Allan Langlois
- UMR DIATHEC, EA 7294, Centre Européen d'Etude du Diabète, Université de Strasbourg, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Bld René Leriche, 67200 Strasbourg, France
| | - Elisa Maillard
- UMR DIATHEC, EA 7294, Centre Européen d'Etude du Diabète, Université de Strasbourg, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Bld René Leriche, 67200 Strasbourg, France
| | - Michel Pinget
- UMR DIATHEC, EA 7294, Centre Européen d'Etude du Diabète, Université de Strasbourg, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Bld René Leriche, 67200 Strasbourg, France
- Service d'Endocrinologie - Diabète et Maladies métaboliques, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, 1 place de l'Hôpital, 67091 Strasbourg, France
| | - Nathalie Jeandidier
- UMR DIATHEC, EA 7294, Centre Européen d'Etude du Diabète, Université de Strasbourg, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Bld René Leriche, 67200 Strasbourg, France
- Service d'Endocrinologie - Diabète et Maladies métaboliques, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, 1 place de l'Hôpital, 67091 Strasbourg, France
| | - Jean-Pierre Gies
- UMR 7034 CNRS, Faculté de Pharmacie, Université de Strasbourg, 67 401 Illkirch, France
| | - Izzie-Jacques Namer
- ICube UMR 7357, Université de Strasbourg, CNRS, IMIS, 4 rue Kirschleger, 67085 Strasbourg, France
- Service de Biophysique et Médecine Nucléaire, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, 1 avenue Molière, 67100 Strasbourg, France
- Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Faculté de médecine, Strasbourg, France
| | - Séverine Sigrist
- UMR DIATHEC, EA 7294, Centre Européen d'Etude du Diabète, Université de Strasbourg, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Bld René Leriche, 67200 Strasbourg, France
| | - Nathalie Reix
- ICube UMR 7357, Université de Strasbourg, CNRS, IMIS, 4 rue Kirschleger, 67085 Strasbourg, France
- Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Faculté de médecine, Strasbourg, France
- Laboratoire de biochimie et biologie moléculaire, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, 1 place de l'Hôpital, 67091 Strasbourg, France
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