Modulação redox da homeostase de células musculares lisas através de estimuladores do sistema NADPH oxidase

As doenças cardiovasculares representam a principal causa de morte nos países ocidentais. Dentre essas doenças, a aterosclerose é que mais se destaca, sendo caracterizada pelo acúmulo de células musculares lisas vasculares (CMLV). O efeito patológico das CMLV em resposta a diferentes estímulos pode acarretar em disfunções nestas células. É notável que a aterosclerose ocorra principalmente em vasos sinuosos onde ocorre um forte turbilhonamento do fluxo sanguíneo, que pode acarretar em hemólise e, consequentemente, acúmulo de heme livre. Além disso, no processo de aterogênese as moléculas de adesão, principalmente integrinas, são de crucial importância durante a resposta de CMLV. Nesse trabalho nosso objetivo inicial foi avaliar o efeito do heme livre nas funções de CMLV, bem como os mecanismos moleculares por trás desses efeitos. Em uma segunda parte, investigamos o envolvimento da integrina α1ß1 no efeito da Angiotensina II (Ang II) em CMLV. Nós observamos que o heme livre é capaz de induzir a proliferação e migração de CMLV via espécies reativas de oxigênio (ERO) provenientes da NADPHoxidase (NADPHox). Adicionalmente vimos que o heme ativa vias de sinalização redox-sensíveis relacionadas à proliferação celular, como MAPKinases e o fator de transcrição NFκB. Também observamos que há uma ligação entre a NADPHox e o sistema heme oxigenase (HO), uma vez que o heme induz a expressão de HO-1 e o pré-tratamento das CMLV com inibidores de HO levam ao aumento tanto o efeito proliferação quanto a indução de ERO promovidas pelo heme. Além disso, vimos que o efeito contra-regulatório promovido pela HO ocorre devido as metabolites do heme: biliverdina, bilirrubina e monóxido de carbono. Por último, quando bloqueamos tanto a NADPHox quanto o sistema HO o heme não teve efeito algum na proliferação de CMLV. Em um segundo estudo, observamos que o efeito da Ang II sobre a migração de CMLV foi inibido quando as células foram pré-tratadas com o ligante da integrina α1ß1, a desintegrina Obtustatina. A seguir observamos que o efeito da Ang II na ativação de FAK e na colocalização actina-ILK é dependente da integrina α1ß1, que possivelmente ativa PKCα, uma vez que vimos que a produção de ERO induzida por Ang II foi inibida pela Obtustatina. Vimos que a indução da expressão de ILK por Ang II em CMLV é dependente da integrina α1ß1 e também observamos que a Obtustatina inibibiu o desacoplamento de ILK da FAK, uma vez que a Obtustatina bloqueou a fosforilação de FAK induzida por Ang II (processo crucial para o desacoplamento da ILK). Nós também observamos que a Ang II induz, via integrina α1ß1, a fosforilação de AKT e a diminuição da expressão de p21, provavelmente via ILK. Corroborando estes dados, nós mostramos que o pré-tratamento com Obtustatina induziu um estacionamento na fase G0 e diminuição da proliferação de CMLV tratadas com Ang II. Portanto, mostramos nesse trabalho que o heme livre induz a ativação de CML via NADPHox, que é elegantemente contra-regulado pelo sistema HO. Além disso, sugerimos que a integrina α1ß1 pode ser um importante alvo molecular para o desenvolvimento de intervenções mais efetivas para a aterosclerose.

Les récepteurs activés par les protéases dans les tissus articulaires humains arthrosiques

L’arthrose (OA) est une maladie articulaire dégénérative à l’étiologie complexe et diverse. Les travaux de ces dernières années ont démontré que l’OA est une pathologie affectant tous les tissus de l’articulation incluant le cartilage, la membrane synoviale et l’os sous-chondral. L’OA se traduit par une déstructuration et une perte de fonctionnalité de l’articulation, et est principalement caractérisée par une perte de cartilage articulaire. L’inflammation de la membrane synoviale joue un rôle déterminant dans la progression de l’OA, toutefois elle serait secondaire à la dégradation du cartilage. De plus, l’os sous-chondral est également le siège de nombreuses transformations lors de l’OA. Il est fortement suggéré que ces changements ne correspondent pas seulement à une conséquence, mais pourraient être une cause du développement de l’OA impliquant une communication entre ce tissu et le cartilage. Il est maintenant bien établi que les voies inflammatoires et cataboliques jouent un rôle crucial dans l’OA. C’est pourquoi, nous avons étudié l’implication d’une nouvelle famille de récepteurs membranaires, les PARs, et plus particulièrement le PAR-2 dans les voies physiopathologiques de l’OA. Notre hypothèse est que l’activation de PAR-2 au cours de l’OA est un phénomène majeur du développement/progression de la maladie faisant du récepteur PAR-2 un candidat privilégié pour le développement de nouvelles approches thérapeutiques ciblant non seulement le cartilage mais aussi l’os sous-chondral. Pour cette étude, nous avons travaillé in vitro avec des chondrocytes (Cr) et des ostéoblastes (Ob) OA respectivement du cartilage et de l’os sous-chondral du condyle fémoral humain. Nos résultats ont démontré que PAR-2 était plus exprimé dans les Cr et les Ob OA que dans les cellules normales. Par ailleurs, PAR-2 est régulé positivement par certains facteurs retrouvés au cours de l’OA comme l’IL-1β, le TNF-α et le TGF-β dans les Cr OA, et par l’IL-1β, le TNF-α et la PGE2 dans les Ob OA. De plus, les principaux facteurs cataboliques et inflammatoires, soit la MMP-1, la MMP-13 et la COX-2 sont produits en quantité plus élevée suite à l’activation du récepteur dans le cartilage OA. De même, l’activation de PAR-2 dans les Ob OA conduit à une production accrue de facteurs pro-résorptifs tels que RANKL, l’IL-6, la MMP-1 et la MMP-9, et à l’augmentation de l’activité pro-résorptive de ces cellules. En outre, dans les deux types tissulaires étudiés, l’activation de PAR-2 augmente l’activité de certaines protéines de la famille des MAPKinases comme Erk1/2, p38 et JNK. Finalement, nous avons conclu notre étude en employant un modèle in vivo d’OA induite chez la souris sauvage et déficiente pour le gène PAR-2. Nos résultats ont démontré que l’absence d’expression et de production de PAR-2 influençait le processus inflammatoire et les changements structuraux affectant à la fois le cartilage et l’os sous-chondral, conduisant à un ralentissement du développement de l’OA. Nos travaux de recherche ont donc permis de montrer que le récepteur PAR-2 est un élément majeur du processus OA en agissant sur les voies cataboliques et inflammatoires du cartilage, et sur le remodelage tissulaire de l’os sous-chondral. Mots-clés : Arthrose, chondrocyte, cartilage, ostéoblaste, os sous-chondral, PAR-2, MMPs, COX, ILs, RANKL, résorption osseuse, MAPKinase, catabolisme, inflammation

Actinobacillus actinomycetemcomitans lipopolysaccharide induces interleukin-6 expression through multiple mitogen-activated protein kinase pathways in periodontal ligament fibroblasts

Actinobacillus actinomycetemcomitans plays a major role in the pathogenesis of aggressive periodontitis. Lipopolysaccharide (LPS) derived from A. actinomycetemcomitans is a key factor in inflammatory cytokine generation within periodontal tissues. In this study, we identify major mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathways induced by A. actinomycetemcomitans LPS, Escherichia coli LPS and interleukin-1 beta (IL-1 beta) in a murine periodontal ligament (mPDL) fibroblast cell line. Immunoblot analysis was used to assess the phosphorylated forms of p38, extracellular-regulated kinase (ERK) and c-jun N-terminal kinase (JNK) MAPK following stimulation with A. actinomycetemcomitans LPS, E. coli LPS and IL-1 beta. IL-6 mRNA induction was detected via reverse transcription-polymerase chain reaction, while protein levels were quantified via enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA). We utilized biochemical inhibitors of p38, ERK and JNK MAPK to identify the MAPK signaling pathways needed for IL-6 expression. Additional use of stable mPDL cell lines containing dominant negative mutant constructs of MAPK kinase-3 and -6 (MKK-3/6) and p38 null mutant mouse embryonic fibroblast (MEF) cells were used to substantiate the biochemical inhibitor data. Blocking p38 MAPK with SB203580 reduced the induction of IL-6 mRNA by A. actinomycetemcomitans LPS, E. coli LPS and IL-1 beta by > 70%, > 95% and similar to 60%, respectively. IL-6 ELISA indicated that blocking p38 MAPK reduced the IL-6 protein levels induced by A. actinomycetemcomitans LPS, E. coli LPS and IL-1 beta by similar to 60%, similar to 50% and similar to 70%, respectively. All MAPK inhibitors significantly reduced the IL-6 protein levels induced by A. actinomycetemcomitans LPS, E. coli LPS and IL-1 beta whereas only p38 inhibitors consistently reduced the A. actinomycetemcomitans LPS, E. coli LPS and IL-1 beta induction of IL-6 mRNA steady-state levels. The contribution of p38 MAPK LPS-induced IL-6 expression was confirmed using MKK-3/6 dominant negative stable mPDL cell lines. Wild-type and p38 alpha(-/-) MEF cells provided additional evidence to support the role of p38 alpha MAPK in A. actinomycetemcomitans LPS-stimulated IL-6. Our results indicate that induction of IL-6 by E. coli LPS, IL-1 beta and A. actinomycetemcomitans LPS requires signaling through MKK-3-p38 alpha ERK, JNK and p38 MAPK in mPDL cells.

Efeitos do curcumin na modulação da inflamação e reabsorção óssea em dois modelos de doença periodontal em roedor

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Ephrin-B1 transduces signals to activate integrin-mediated migration, attachment and angiogenesis.

Ephrin-B/EphB family proteins are implicated in bidirectional signaling and were initially defined through the function of their ectodomain sequences in activating EphB receptor tyrosine kinases. Ephrin-B1-3 are transmembrane proteins sharing highly conserved C-terminal cytoplasmic sequences. Here we use a soluble EphB1 ectodomain fusion protein (EphB1/Fc) to demonstrate that ephrin-B1 transduces signals that regulate cell attachment and migration. EphB1/Fc induced endothelial ephrin-B1 tyrosine phosphorylation, migration and integrin-mediated (alpha(v)beta(3) and alpha(5)beta(1)) attachment and promoted neovascularization, in vivo, in a mouse corneal micropocket assay. Activation of ephrin-B1 by EphB1/Fc induced phosphorylation of p46 JNK but not ERK-1/2 or p38 MAPkinases. By contrast, mutant ephrin-B1s bearing either a cytoplasmic deletion (ephrin-B1DeltaCy) or a deletion of four C-terminal amino acids (ephrin-B1DeltaPDZbd) fail to activate p46 JNK. Transient expression of intact ephin-B1 conferred EphB1/Fc migration responses on CHO cells, whereas the ephrin-B1DeltaCy and ephrin-B1DeltaPDZbd mutants were inactive. Thus ephrin-B1 transduces 'outside-in' signals through C-terminal protein interactions that affect integrin-mediated attachment and migration.