Régulation moléculaire de la barrière hémo-encéphalique

La Sclérose en plaques (SEP) est une maladie auto-immune inflammatoire démyélinisante du système nerveux central (SNC), lors de laquelle des cellules inflammatoires du sang périphérique infiltrent le SNC pour y causer des dommages cellulaires. Dans ces réactions neuroinflammatoires, les cellules immunitaires traversent le système vasculaire du SNC, la barrière hémo-encéphalique (BHE), pour avoir accès au SNC et s’y accumuler. La BHE est donc la première entité que rencontrent les cellules inflammatoires du sang lors de leur migration au cerveau. Ceci lui confère un potentiel thérapeutique important pour influencer l’infiltration de cellules du sang vers le cerveau, et ainsi limiter les réactions neuroinflammatoires. En effet, les interactions entre les cellules immunitaires et les parois vasculaires sont encore mal comprises, car elles sont nombreuses et complexes. Différents mécanismes pouvant influencer la perméabilité de la BHE aux cellules immunitaires ont été décrits, et représentent aujourd’hui des cibles potentielles pour le contrôle des réactions neuro-immunes. Cette thèse a pour objectif de décrire de nouveaux mécanismes moléculaires opérant au niveau de la BHE qui interviennent dans les réactions neuroinflammatoires et qui ont un potentiel thérapeutique pour influencer les interactions neuro-immunologiques. Ce travail de doctorat est séparé en trois sections. La première section décrit la caractérisation du rôle de l’angiotensine II dans la régulation de la perméabilité de la BHE. La seconde section identifie et caractérise la fonction d’une nouvelle molécule d’adhérence de la BHE, ALCAM, dans la transmigration de cellules inflammatoires du sang vers le SNC. La troisième section traite des propriétés sécrétoires de la BHE et du rôle de la chimiokine MCP-1 dans les interactions entre la BHE et les cellules souches. Dans un premier temps, nous démontrons l’importance de l’angiotensinogène (AGT) dans la régulation de la perméabilité de la BHE. L’AGT est sécrété par les astrocytes et métabolisé en angiotensine II pour pouvoir agir au niveau des CE de la BHE à travers le récepteur à l’angiotensine II, AT1 et AT2. Au niveau de la BHE, l’angiotensine II entraîne la phosphorylation et l’enrichissement de l’occludine au sein de radeaux lipidiques, un phénomène associé à l’augmentation de l’étanchéité de la BHE. De plus, dans les lésions de SEP, on retrouve une diminution de l’expression de l’AGT et de l’occludine. Ceci est relié à nos observations in vitro, qui démontrent que des cytokines pro-inflammatoires limitent la sécrétion de l’AGT. Cette étude élucide un nouveau mécanisme par lequel les astrocytes influencent et augmentent l’étanchéité de la BHE, et implique une dysfonction de ce mécanisme dans les lésions de la SEP où s’accumulent les cellules inflammatoires. Dans un deuxième temps, les techniques établies dans la première section ont été utilisées afin d’identifier les protéines de la BHE qui s’accumulent dans les radeaux lipidiques. En utilisant une technique de protéomique nous avons identifié ALCAM (Activated Leukocyte Cell Adhesion Molecule) comme une protéine membranaire exprimée par les CE de la BHE. ALCAM se comporte comme une molécule d’adhérence typique. En effet, ALCAM permet la liaison entre les cellules du sang et la paroi vasculaire, via des interactions homotypiques (ALCAM-ALCAM pour les monocytes) ou hétérotypiques (ALCAM-CD6 pour les lymphocytes). Les cytokines inflammatoires augmentent le niveau d’expression d’ALCAM par la BHE, ce qui permet un recrutement local de cellules inflammatoires. Enfin, l’inhibition des interactions ALCAM-ALCAM et ALCAM-CD6 limite la transmigration des cellules inflammatoires (monocytes et cellules T CD4+) à travers la BHE in vitro et in vivo dans un modèle murin de la SEP. Cette deuxième partie identifie ALCAM comme une cible potentielle pour influencer la transmigration de cellules inflammatoires vers le cerveau. Dans un troisième temps, nous avons pu démontrer l’importance des propriétés sécrétoires spécifiques à la BHE dans les interactions avec les cellules souches neurales (CSN). Les CSN représentent un potentiel thérapeutique unique pour les maladies du SNC dans lesquelles la régénération cellulaire est limitée, comme dans la SEP. Des facteurs qui limitent l’utilisation thérapeutique des CSN sont le mode d’administration et leur maturation en cellules neurales ou gliales. Bien que la route d’administration préférée pour les CSN soit la voie intrathécale, l’injection intraveineuse représente la voie d’administration la plus facile et la moins invasive. Dans ce contexte, il est important de comprendre les interactions possibles entre les cellules souches et la paroi vasculaire du SNC qui sera responsable de leur recrutement dans le parenchyme cérébral. En collaborant avec des chercheurs de la Belgique spécialisés en CSN, nos travaux nous ont permis de confirmer, in vitro, que les cellules souches neurales humaines migrent à travers les CE humaines de la BHE avant d’entamer leur différenciation en cellules du SNC. Suite à la migration à travers les cellules de la BHE les CSN se différencient spontanément en neurones, en astrocytes et en oligodendrocytes. Ces effets sont notés préférentiellement avec les cellules de la BHE par rapport aux CE non cérébrales. Ces propriétés spécifiques aux cellules de la BHE dépendent de la chimiokine MCP-1/CCL2 sécrétée par ces dernières. Ainsi, cette dernière partie suggère que la BHE n’est pas un obstacle à la migration de CSN vers le SNC. De plus, la chimiokine MCP-1 est identifiée comme un facteur sécrété par la BHE qui permet l’accumulation et la différentiation préférentielle de cellules souches neurales dans l’espace sous-endothélial. Ces trois études démontrent l’importance de la BHE dans la migration des cellules inflammatoires et des CSN vers le SNC et indiquent que de multiples mécanismes moléculaires contribuent au dérèglement de l’homéostasie du SNC dans les réactions neuro-immunes. En utilisant des modèles in vitro, in situ et in vivo, nous avons identifié trois nouveaux mécanismes qui permettent d’influencer les interactions entre les cellules du sang et la BHE. L’identification de ces mécanismes permet non seulement une meilleure compréhension de la pathophysiologie des réactions neuroinflammatoires du SNC et des maladies qui y sont associées, mais suggère également des cibles thérapeutiques potentielles pour influencer l’infiltration des cellules du sang vers le cerveau

Sélection de gènes de référence pour la normalisation des expériences de PCR quantitative dans un modèle de dysfonction diastolique de lapin

La dysfonction diastolique du ventricule gauche (DDVG) réfère à une rigidité ainsi qu’à des troubles de relaxation au niveau de ce ventricule pendant la phase de la diastole. Nos connaissances sur les mécanismes moléculaires sous-jacents de cette pathologie demeurent limités. Les analyses géniques sont indispensables afin de bien identifier les voies par lesquelles cette maladie progresse. Plusieurs techniques de quantification de l’expression génique sont disponibles, par contre la RT-qPCR demeure la méthode la plus populaire vu sa haute sensibilité et de ses coûts modérés. Puisque la normalisation occupe un aspect très important dans les expériences de RT-qPCR, nous avons décidé de sélectionner des gènes montrant une haute stabilité d’expression dans un modèle de DDVG de lapin. Nous avons alors exposé 18 lapins blancs soit à une diète normale (n=7) ou bien à une diète hypercholestérolémiante additionnée de vitamine D2 (n=11). La DDVG a été évaluée par des mesures échocardiographiques. L’expression de l’ARNm de dix gènes communément utilisés dans la littérature comme normalisateur (Gapdh, Hprt1, Ppia, Sdha, Rpl5, Actb, Eef1e1, Ywhaz, Pgk1, et G6pd) a été mesurée par RT-qPCR. L’évaluation de leur stabilité a été vérifiée par les algorithmes de geNorm et Normfinder. Sdha et Gapdh ont obtenu les meilleurs scores de stabilité (M<0.2) et ont été suggérés par le geNorm, comme meilleure combinaison. Par contre, l’utilisation de Normfinder mène à la sélection d’Hprt1 et Rpl5 comme meilleure combinaison de gènes de normalisation (0.042). En normalisant par ces deux combinaisons de gènes, l’expression de l’ARNm des peptides natriurétiques de type A et B (Anp et Bnp), de la protéine chimiotactique des monocytes-1 (Mcp-1) et de la sous unité Nox-2 de la NADPH oxydase ont montré des augmentations similaires chez le groupe hypercholestérolémique comparé au groupe contrôle (p<0.05). Cette augmentation d’expressions a été corrélée avec plusieurs paramètres échocardiographiques de DDVG. À notre connaissance, c’est la première étude par laquelle une sélection de gènes de référence a été réalisée dans un modèle de lapin développant une DDVG.

La réponse inflammatoire à l’exercice chez les patients atteints de fibrose kystique et sa modulation par la réadaptation.

L’inflammation joue un rôle central dans la fibrose kystique (FK) et dans sa progression. Actuellement peu de connaissances sont disponibles sur l’impact de l’exercice sur la cascade inflammatoire. Dès lors, nous avons effectué une étude exploratrice, prospective, non contrôlée, non randomisée chez 10 sujets atteints d’une FK cliniquement stable, afin de déterminer la réponse inflammatoire à l’exercice aigu, tant au niveau local que systémique, et la modulation de celle-ci suite à un programme de réadaptation individualisé et non supervisé d’une durée de 4 semaines. Nos résultats montrent que l’état inflammatoire basal est augmenté chez les sujets FK sédentaires. D’autre part, l’exercice aigu augmente le stress inflammatoire au niveau systémique et bronchique. La réadaptation a permis de diminuer l’état inflammatoire de base au niveau bronchique et a également diminué le stress inflammatoire induit par l’exercice aigu. Dans le sérum, nous avons constaté une augmentation des métalloprotéases neutrophiliques 8 et 9, ainsi que d’IL-8 après la réadaptation et une diminution de MCP-1 et de CRP. Le questionnaire CQFR montre que ces changements étaient parallèles à l’amélioration de la forme physique. En conclusion, nous pensons que l’exercice est sécuritaire chez les patients FK et qu’il est nécessaire, car il permet de diminuer l’inflammation au niveau bronchique et probablement sérique.

Interaction entre ventilation mécanique et traumatisme à la moelle épinière : réponses inflammatoires pulmonaires et médullaires

Le traumatisme de la moelle épinière est à l’origine d’une inflammation locale importante caractérisée par l’augmentation massive des cellules inflammatoires et la présence de réactions oxydatives. Cette inflammation locale peut déclencher une réponse inflammatoire systémique par voie hématogène. Au niveau cervical, les lésions médullaires peuvent entraîner des faiblesses ou la paralysie des muscles respiratoires. Le patient, qui ne peut plus respirer de façon autonome, doit avoir recours à un support respiratoire. Bien que la ventilation mécanique soit la thérapie traditionnellement appliquée aux blessés médullaires souffrant d’insuffisance respiratoire, les études ont démontré qu’elle pouvait contribuer à promouvoir une réponse inflammatoire ainsi que des dommages pulmonaires. L’interaction entre le traumatisme médullaire et la ventilation mécanique, indispensable au maintien de l’équilibre des échanges respiratoires, est inconnue à ce jour. En voulant protéger les tissus, cellules et organes, l’organisme met en œuvre toute une panoplie de réponses inflammatoires à différents endroits. Nous pensons que ces réponses peuvent être altérées via l’interaction entre ce traumatisme et cette ventilation mécanique, sous l’influence de la principale source cellulaire de cytokines pour la défense de l’hôte, le macrophage, récemment classé en deux phénotypes principaux: 1) l’activation classique de type M1 et 2) l’activation alternative de type M2. Le phénotype M1 est conduit par le facteur GM-CSF et induit par l’interféron IFN-ɣ ainsi que le lipopolysaccharide. Le phénotype M2 quant à lui, est conduit par le facteur M-CSF et induit par les interleukines IL-4, IL-13 ou IL-21. M1 relâche principalement IL-1β, IL-6, TNF-α et MIP-1α tandis que M2 principalement IL-10 et MCP-1. Toutefois, nous ignorons actuellement par quel type d’activation se manifestera cette réponse immunitaire et si l’application de support respiratoire pourrait entraîner un risque inflammatoire additionnel au site du traumatisme. Nous ignorons également si la ventilation mécanique affecterait, à distance, les tissus de la moelle épinière via une inflammation systémique et amplifierait alors le dommage initial. Il n’existe pas à ce jour, de thérapie qui ait montré d’effet bénéfique réel envers une récupération fonctionnelle des patients blessés médullaires. Il paraît donc essentiel de déterminer si la ventilation mécanique peut moduler l’inflammation post-traumatique à la fois au niveau pulmonaire et au site de la lésion. Ce travail visait à caractériser les liens entre l’inflammation issue du traumatisme médullaire et celle issue de la ventilation, dans le but de fournir une meilleure compréhension des mécanismes inflammatoires activés dans ce contexte. L’étude a été menée sur un modèle animal. Elle consistait à évaluer : 1) si le traumatisme médullaire influençait les réponses inflammatoires pulmonaires induites par la ventilation mécanique, y compris le phénotype des macrophages alvéolaires et 2) si la ventilation pouvait altérer à distance, les tissus de la moelle épinière. L’impact de la blessure médullaire sur l’inflammation pulmonaire et locale, induite par la ventilation fut interprété grâce à l’analyse des cellules inflammatoires dans les lavages broncho-alvéolaires et dans les tissus prélevés à l’endroit de la blessure après 24 heures. Ces analyses ont démontré un profil spécifique des cytokines pulmonaires et médullaires. Elles ont révélé que la ventilation mécanique a engendré un environnement pro-inflammatoire en faveur d’un phénotype M1 chez les animaux ayant bénéficié de la thérapie respiratoire. Inversement, l’atteinte thoracique chez les animaux sans ventilation, a montré qu’une réponse immunitaire avait été activée en faveur d’un environnement anti-inflammatoire de phénotype M2. La lésion cervicale quant à elle a induit un profil de cytokines différent et les réponses au stress oxydatif dans le poumon induites par la ventilation ont été réduites significativement. De plus, une lésion médullaire a augmenté l’expression d’IL-6 et la ventilation a diminué l’IL-1β et augmenté le TNF-α dans les tissus de la moelle. Finalement, ces données ont fourni les premières évidences que la ventilation a induit d’avantage à un phénotype pulmonaire M1 et que le traumatisme médullaire a impacté spécifiquement les réponses inflammatoires et oxydatives dans le poumon. La ventilation a contribué non seulement à distance à une inflammation des tissus médullaires lésés mais aussi des tissus sains.

Les azasulfurylpeptides : synthèse, analyse conformationnelle et applications biologiques

Les azasulfurylpeptides sont des mimes peptidiques auxquels le carbone en position alpha et le carbonyle d’un acide aminé sont respectivement remplacés par un atome d’azote et un groupement sulfonyle (SO2). Le but premier de ce projet a été de développer une nouvelle méthode de synthèse de ces motifs, également appelés N-aminosulfamides. À cette fin, l’utilisation de sulfamidates de 4-nitrophénol s’est avérée importante dans la synthèse des azasulfuryltripeptides, permettant le couplage d’hydrazides avec l’aide d’irradiation aux micro-ondes (Chapitre 2). Par la suite, en quantité stoechiométrique d’une base et d’un halogénure d’alkyle, les azasulfurylglycines (AsG) formés peuvent être chimiosélectivement alkylés afin d’y insérer diverses chaînes latérales. Les propriétés conformationnelles des N-aminosulfamides à l’état solide ont été élucidées grâce à des études cristallographiques par rayons X : elles possèdent une structure tétraédrique autour de l’atome de soufre, des traits caractéristiques des azapeptides et des sulfonamides, ainsi que du potentiel à favoriser la formation de tours gamma (Chapitre 3). Après le développement d’une méthode de synthèse des N-aminosulfamides en solution, une approche combinatoire sur support solide a également été élaborée sur la résine amide de Rink afin de faciliter la génération d’une librairie d’azasulfurylpeptides. Cette étude a été réalisée en employant le growth hormone releasing peptide 6 (GHRP-6, His-D-Trp-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH2). Ce dernier est un hexapeptide possédant une affinité pour deux récepteurs, le growth hormone secretagogue receptor 1a (GHS-R1a) et le récepteur cluster of differenciation 36 (CD36). Une affinité sélective envers le récepteur CD36 confère des propriétés thérapeutiques dans le traitement de la dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA). Six analogues d’azasulfurylpeptides de GHRP-6 utilisés comme ligands du CD36 ont été synthétisés sur support solide, mettant en évidence le remplacement du tryptophane à la position 4 de GHRP-6 (Chapitre 4). Les analogues de GHRP-6 ont été ensuite analysés pour leur capacité à moduler les effets de la fonction et de la cascade de signalisation des ligands spécifiques au Toll-like receptor 2 (TLR2), en collaboration avec le Professeur Huy Ong du département de Pharmacologie à la Faculté de Pharmacie de l’Université de Montréal. Le complexe TLR2-TLR6 est reconnu pour être co-exprimé et modulé par CD36. En se liant au CD36, certains ligands de GHRP-6 ont eu un effet sur la signalisation du TLR2. Par exemple, les azasulfurylpeptides [AsF(4-F)4]- et [AsF(4-MeO)4]-GHRP-6 ont démontré une capacité à empêcher la surproduction du monoxyde d’azote (NO), un sous-produit réactif formé suite à l’induction d’un signal dans les macrophages par des ligands spécifiques liés au TLR2, tel le fibroblast-stimulating lipopeptide 1 (R-FSL-1) et l’acide lipotéichoïque (LTA). En addition, la sécrétion du tumor necrosis factor alpha (TNFa) et du monocyte chemoattractant protein 1 (MCP-1), ainsi que l’activation du nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells (NF-kB), ont été réduites. Ces résultats démontrent le potentiel de ces azasulfurylpeptides à pouvoir réguler le rôle du TLR2 qui déclenche des réponses inflammatoires et immunitaires innées (Perspectives). Finalement, le potentiel des azasulfurylpeptides d’inhiber des métallo-bêta-lactamases, tels le New-Delhi Metallo-bêta-lactamase 1 (NDM-1), IMP-1 et le Verona Integron-encoded Metallo-bêta-lactamase 2 (VIM-2), a été étudié en collaboration avec le Professeur James Spencer de l’Université de Bristol (Royaumes-Unis). Certains analogues ont été des inhibiteurs micromolaires du IMP-1 (Perspectives). Ces nouvelles voies de synthèse des azasulfurylpeptides en solution et sur support solide devraient donc permettre leur utilisation dans des études de relations structure-activité avec différents peptides biologiquement actifs. En plus d'expandre l'application des azasulfurylpeptides comme inhibiteurs d'enzymes, cette thèse a révélé le potentiel de ces N-aminosulfamides à mimer les structures secondaires peptidiques, tels que les tours gamma. À cet égard, l’application des azasulfurylpeptides a été démontrée par la synthèse de ligands du CD36 présentant des effets modulateurs sur le TLR2. Compte tenu de leur synthèse efficace et de leur potentiel en tant qu’inhibiteurs, les azasulfurylpeptides devraient trouver une large utilisation dans les sciences de peptides pour des applications dans la médecine et de la chimie biologique.

Prevalencia de neumoconiosis y su relación con medidas de higiene y seguridad industrial y niveles ambientales de carbón en minería subterránea en el departamento de Cundinamarca - Colombia, 2015

Introducción: La exposición en minas subterráneas a altos niveles de polvo de carbón está relacionada con patologías pulmonares. Objetivo: Determinar la prevalencia de neumoconiosis, medidas de higiene y seguridad industrial y su relación con niveles ambientales de carbón en trabajadores de minas de socavón en Cundinamarca. Materiales y Métodos: Estudio de corte transversal, en 215 trabajadores seleccionados mediante muestreo probabilístico estratificado con asignación proporcional. Se realizaron monitoreos ambientales, radiografías de tórax y encuestas con variables sociodemográficas y laborales. Se emplearon medidas de tendencia central y dispersión y la prueba de independencia ji-cuadrado de Pearson o pruebas exactas, con el fin de establecer las asociaciones. Resultados: El 99,5% de la población perteneció al género masculino, el 36,7% tenía entre 41-50 años, con un promedio de años de trabajo de 21,70 ± 9,99. La prevalencia de neumoconiosis fue de 42,3% y la mediana de la concentración de polvo de carbón bituminoso fue de 2,329670 mg/m3. El índice de riesgo de polvo de carbón presentó diferencias significativas en las categorías de bajo (p=0,0001) y medio (p=0,0186) con la prevalencia de neumoconiosis. El 84,2% reporto no usar mascarilla. No se presentan diferencias entre los niveles de carbón (p=0,194) con la prevalencia de neumoconiosis. Conclusiones: Se encontró una prevalencia de neumoconiosis de 42,3% en Cundinamarca. Se requiere contar con medidas de higiene y seguridad industrial efectivas para controlar el riesgo al que están expuestos los mineros de carbón por la inhalación de polvo de carbón.

Sulfation of genistein alters its antioxidant properties and its effect on platelet aggregation and monocyte and endothelial function

Soy isoflavones have been extensively studied because of their possible benefits to human health. Genistein, the major isoflavone aglycone, has received most attention; however, it undergoes extensive metabolism (e.g. conjugation with sulfuric acid) in the gut and liver, which may affect its biological proper-ties. This study investigated the antioxidant activity and free radical-scavenging properties of genistein, genistein-4'-sulfate and genistein-4'-7-disulfate as well as their effect on platelet aggregation and monocyte and endothelial function. Electron spin resonance spectroscopy (ESR) and spin trapping data and other standard antioxidant assays indicated that genistein is a relatively weak antioxidant compared to quercetin and that its sulfated metabolites are even less effective. Furthermore, genistein-4'-sulfate was less potent than genistem, and genistein-4'-7-disulfate even less potent, at inhibiting collagen-induced platelet aggregation, nitric oxide (NO) production by macrophages, and secretion by primary human endothelial cells of monocyte chemoattractant protein 1 (MCP-1), intercellular adhesion molecule 1 (ICAM-1) and vascular cell adhesion molecule 1 (VCAM-1). The current data suggest that sulfation of genistein, with the associated loss of hydroxyl groups, decreases its antioxidant activity and its effect on platelet aggregation, inflammation, cell adhesion and chemotaxis. (C) 2004 Elsevier B.V All rights reserved.

Comparative effects of fatty acids on endothelial inflammatory gene expression

Background: Endothelial dysfunction may be related to adverse effects of some dietary fatty acids (FAs). Although in vitro studies have failed to show consistent findings, this may reflect the diverse experimental protocols employed and the limited range of FAs and end points studied. Aims: To investigate the effect of dietary FA type (saturated, monounsaturated, n-6 and n-3 polyunsaturated fatty acids), concentration, incubation time and cell stimulation state, on a broad spectrum of endothelial inflammatory gene expression. Methods: Using human umbilical vein endothelial cells, with and without stimulation (+/- 10 ng/ml TNF alpha), the effects of arachidonic (AA), docosahexaenoic (DHA), eicosapentaenoic (EPA), linoleic (LA), oleic (OA) and palmitic acids (PA) (10, 25 and 100 mu M), on the expression of genes encoding a number of inflammatory proteins and transcription factors were assessed by quantitative real time RT-PCR. Results: Individual FAs differentially affect endothelial inflammatory gene expression in a gene-specific manner. EPA, LA and OA significantly up-regulated MCP-1 gene expression compared to AA (p = 0.001, 0.013, 0.008, respectively) and DHA (p < 0.0005, = 0.004, 0.002, respectively). Furthermore, cell stimulation state and FA incubation time significantly influenced reported FA effects on gene expression. Conclusions: The comparative effects of saturated, monounsaturated, n-6 and n-3 polyunsaturated FAs on endothelial gene expression depend on the specific FA investigated, its length of incubation, cell stimulation state and the gene investigated. These findings may explain existing disparity in the literature. This work was funded by the EC, Framework Programme 6 via the LIPGENE project (FOOD-CT-2003-505944).

Sulfation of genistein alters its antioxidant properties and its effect on platelet aggregation and monocyte and endothelial function

Soy isoflavones have been extensively studied because of their possible benefits to human health. Genistein, the major isoflavone aglycone, has received most attention; however, it undergoes extensive metabolism (e.g. conjugation with sulfuric acid) in the gut and liver, which may affect its biological proper-ties. This study investigated the antioxidant activity and free radical-scavenging properties of genistein, genistein-4'-sulfate and genistein-4'-7-disulfate as well as their effect on platelet aggregation and monocyte and endothelial function. Electron spin resonance spectroscopy (ESR) and spin trapping data and other standard antioxidant assays indicated that genistein is a relatively weak antioxidant compared to quercetin and that its sulfated metabolites are even less effective. Furthermore, genistein-4'-sulfate was less potent than genistem, and genistein-4'-7-disulfate even less potent, at inhibiting collagen-induced platelet aggregation, nitric oxide (NO) production by macrophages, and secretion by primary human endothelial cells of monocyte chemoattractant protein 1 (MCP-1), intercellular adhesion molecule 1 (ICAM-1) and vascular cell adhesion molecule 1 (VCAM-1). The current data suggest that sulfation of genistein, with the associated loss of hydroxyl groups, decreases its antioxidant activity and its effect on platelet aggregation, inflammation, cell adhesion and chemotaxis. (C) 2004 Elsevier B.V All rights reserved.

Age-related increases in circulating inflammatory markers in men are independent of BMI, blood pressure and blood lipid concentrations

Objective: To examine whether age-related increase in concentrations of circulating inflammatory mediators is due to concurrent increases in cardiovascular risk factors or is independent of these. Methods and results: Cytokines (IL-6, IL-18), chemokines (6Ckine, MCP-1, IP-10), soluble adhesion molecules (sICAM-1, sVCAM-1, sE-selectin) and adipokines (adiponectin) were measured in the plasma of healthy male subjects aged 18-84 years (n = 162). These were related to known cardiovascular risk factors (age, BMI, systolic and diastolic blood pressure, plasma total cholesterol, LDL cholesterol, HDL cholesterol and triacylglycerol concentrations) in order to identify significant associations. Plasma concentrations of sVCAM-1, sE-selectin, IL-6, IL-18, MCP-1, 6Ckine, IP-10 and adiponectin, but not sICAM-1, were significantly positively correlated with age, as well as with several other cardiovascular risk factors. The correlations with other risk factors disappeared when age was controlled for. In contrast, the correlations with age remained significant for sVCAM-1, IL-6, MCP-1, 6Ckine and IP-10 when other cardiovascular risk factors were controlled for. Conclusions: Plasma concentrations of some inflammatory markers (sVCAM-1, IL-6, MCP-L 6Ckine, IP-10) are positively correlated with age, independent of other cardiovascular risk factors. This suggests that age-related inflammation may not be driven by recognised risk factors. (C) 2006 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Endotoxin levels correlate positively with a sedentary lifestyle and negatively with highly trained subjects

Introduction: A sedentary lifestyle increases the risk of developing cardiovascular disease, obesity, and diabetes. This phenomenon is supported by recent studies suggesting a chronic, low-grade inflammation status. Endotoxin derived from gut flora may be key to the development of inflammation by stimulating the secretion of inflammatory factors. This study aimed to examine plasma inflammatory markers and endotoxin levels in individuals with a sedentary lifestyle and/or in highly trained subjects at rest. Methods: Fourteen male subjects (sedentary lifestyle n = 7; highly trained subjects n = 7) were recruited. Blood samples were collected after an overnight fast (similar to 12 h). The plasmatic endotoxin, plasminogen activator inhibitor type-1 (PAI-1), monocyte chemotactic protein-1 (MCP1), ICAM/CD54, VCAM/CD106 and lipid profile levels were determined. Results: Endotoxinemia was lower in the highly trained subject group relative to the sedentary subjects (p < 0.002). In addition, we observed a positive correlation between endotoxin and PAI-1 (r = 0.85, p < 0.0001), endotoxin and total cholesterol (r = 0.65; p < 0.01), endotoxin and LDL-c (r = 0.55; p < 0.049) and endotoxin and TG levels (r = 0.90; p < 0.0001). The plasma levels of MCP-1, ICAM/CD54 and VCAM/CD106 did not differ. Conclusion: These results indicate that a lifestyle associated with high-intensity and high-volume exercise induces favorable changes in chronic low-grade inflammation markers and may reduce the risk for diseases such as obesity, diabetes and cardiovascular diseases.

Lung inflammation is induced by renal ischemia and reperfusion injury as part of the systemic inflammatory syndrome

Ischemia and reperfusion injury (IRI) are mainly caused by leukocyte activation, endothelial dysfunction and production of reactive oxygen species. Moreover, IRI can lead to a systemic response affecting distant organs, such as the lungs. The objective was to study the pulmonary inflammatory systemic response after renal IRI. Male C57Bl/6 mice were subjected to 45 min of bilateral renal ischemia, followed by 4, 6, 12, 24 and 48 h of reperfusion. Blood was collected to measure serum creatinine and cytokine concentrations. Bronchoalveolar lavage fluid (BALF) was collected to determine the number of cells and PGE(2) concentration. Expressions of iNOS and COX-2 in lung were determined by Western blot. Gene analyses were quantified by real time PCR. Serum creatinine increased in the IRI group compared to sham mainly at 24 h after IRI (2.57 +/- A 0.16 vs. 0.43 +/- A 0.07, p < 0.01). The total number of cells in BAL fluid was higher in the IRI group in comparison with sham, 12 h (100 x 10(4) +/- A 15.63 vs. 18.1x10(4) +/- A 10.5, p < 0.05) 24 h (124 x 10(4) +/- A 8.94 vs. 23.2x10(4) +/- A 3.5, p < 0.05) and 48 h (79 x 10(4) +/- A 15.72 vs. 22.2 x 10(4) +/- A 4.2, p < 0.05), mainly by mononuclear cells and neutrophils. Pulmonary COX-2 and iNOS were up-regulated in the IRI group. TNF-alpha, IL-1 beta, MCP-1, KC and IL-6 mRNA expression were up-regulated in kidney and lungs 24 h after renal IRI. ICAM-1 mRNA was up-regulated in lungs 24 h after renal IRI. Serum TNF-alpha, IL-1 beta and MCP-1 and BALF PGE(2) concentrations were increased 24 h after renal IRI. Renal IRI induces an increase of cellular infiltration, up-regulation of COX-2, iNOS and ICAM-1, enhanced chemokine expression and a Th1 cytokine profile in lung demonstrating that the inflammatory response is indeed systemic, possibly leading to an amplification of renal injury.

Toll-Like Receptor 4 Signaling Leads to Severe Fungal Infection Associated with Enhanced Proinflammatory Immunity and Impaired Expansion of Regulatory T Cells

Toll-like receptors (TLRs) present in innate immune cells recognize pathogen molecular patterns and influence immunity to control the host-parasite interaction. The objective of this study was to characterize the involvement of TLR4 in the innate and adaptive immunity to Paracoccidioides brasiliensis, the most important primary fungal pathogen of Latin America. We compared the responses of C3H/HeJ mice, which are naturally defective in TLR4 signaling, with those of C3H/HePas mice, which express functional receptors, after in vitro and in vivo infection with P. brasiliensis. Unexpectedly, we verified that TLR4-defective macrophages infected in vitro with P. brasiliensis presented decreased fungal loads associated with impaired synthesis of nitric oxide, interleukin-12 (IL-12), and macrophage chemotactic protein 1 (MCP-1). After intratracheal infection with 1 million yeasts, TLR4-defective mice developed reduced fungal burdens and decreased levels of pulmonary nitric oxide, proinflammatory cytokines, and antibodies. TLR4-competent mice produced elevated levels of IL-12 and tumor necrosis factor alpha (TNF-alpha), besides cytokines of the Th17 pattern, indicating a proinflammatory role for TLR4 signaling. The more severe infection of TLR4-normal mice resulted in increased influx of activated macrophages and T cells to the lungs and progressive control of fungal burdens but impaired expansion of regulatory T cells (Treg cells). In contrast, TLR4-defective mice were not able to clear their diminished fungal burdens totally, a defect associated with deficient activation of T-cell immunity and enhanced development of Treg cells. These divergent patterns of immunity, however, resulted in equivalent mortality rates, indicating that control of elevated fungal growth mediated by vigorous inflammatory reactions is as deleterious to the hosts as low fungal loads inefficiently controlled by limited inflammatory reactions.

MyD88 Signaling Is Required for Efficient Innate and Adaptive Immune Responses to Paracoccidioides brasiliensis Infection

The mechanisms that govern the initial interaction between Paracoccidioides brasiliensis, a primary dimorphic fungal pathogen, and cells of the innate immunity need to be clarified. Our previous studies showed that Toll-like receptor 2 (TLR2) and TLR4 regulate the initial interaction of fungal cells with macrophages and the pattern of adaptive immunity that further develops. The aim of the present investigation was to assess the role of MyD88, an adaptor molecule used by TLRs to activate genes of the inflammatory response in pulmonary paracoccidioidomycosis. Studies were performed with normal and MyD88(-/-) C57BL/6 mice intratracheally infected with P. brasiliensis yeast cells. MyD88(-/-) macrophages displayed impaired interaction with fungal yeast cells and produced low levels of IL-12, MCP-1, and nitric oxide, thus allowing increased fungal growth. Compared with wild-type (WT) mice, MyD88(-/-) mice developed a more severe infection of the lungs and had marked dissemination of fungal cells to the liver and spleen. MyD88(-/-) mice presented low levels of Th1, Th2, and Th17 cytokines, suppressed lymphoproliferation, and impaired influx of inflammatory cells to the lungs, and this group of cells comprised lower numbers of neutrophils, activated macrophages, and T cells. Nonorganized, coalescent granulomas, which contained high numbers of fungal cells, characterized the severe lesions of MyD88(-/-) mice; the lesions replaced extensive areas of several organs. Therefore, MyD88(-/-) mice were unable to control fungal growth and showed a significantly decreased survival time. In conclusion, our findings demonstrate that MyD88 signaling is important in the activation of fungicidal mechanisms and the induction of protective innate and adaptive immune responses against P. brasiliensis.

A Role for galectin-3 in renal tissue damage triggered by ischemia and reperfusion injury

Ischemic-reperfusion injury (IRI) triggers an inflammatory response involving neutrophils/macrophages, lymphocytes and endothelial cells. Galectin-3 is a multi-functional lectin with a broad range of action such as promotion of neutrophil adhesion, induction of oxidative stress, mastocyte migration and degranulation, and production of pro-inflammatory cytokines. The aim of this study was evaluate the role of galectin-3 in the inflammation triggered by IRI. Galectin-3 knockout (KO) and wild type (wt) mice were subjected to 45 min of renal pedicle occlusion. Blood and kidney samples were collected at 6, 24, 48 and 120 h. Blood urea was analyzed enzymatically, while MCP-1, IL-6 and IL-1 beta were studied by real-time PCR. Reactive oxygen species (ROS) was investigated by flow cytometry. Morphometric analyses were performed at 6, 24, 48 and 120 h after reperfusion. Urea peaked at 24 h, being significantly lower in knockout animals (wt = 264.4 +/- 85.21 mg/dl vs. gal-3 KO = 123.74 +/- 29.64 mg/dl, P = 0.001). Galectin-3 knockout animals presented less acute tubular necrosis and a more prominent tubular regeneration when compared with controls concurrently with lower expression of MCP-1, IL-6, IL-1 beta, less macrophage infiltration and lower ROS production at early time points. Galectin-3 seems to play a role in renal IRI involving the secretion of macrophage-related chemokine, pro-inflammatory cytokines and ROS production.