Bacterial flagellin elicits innate immune defenses and cardiac dysfunction in vivo

Résumé Les agents pathogènes responsables d'infection entraînent chez l'hôte deux types de réponses immunes, la première, non spécifique, dite immunité innée, la seconde, spécifique à l'agent concerné, dite immunité adaptative. L'immunité innée, qui représente la première ligne de défense contre les pathogènes, est liée à la reconnaissance par les cellules de l'hôte de structures moléculaires propres aux micro-organismes (« Pathogen-Associated Molecular Patterns », PAMPs), grâce à des récepteurs membranaires et cytoplasmiques (« Pattern Recognition Receptors », PRRs) identifiant de manière spécifique ces motifs moléculaires. Les récepteurs membranaires impliqués dans ce processus sont dénommés toll-like récepteurs, ou TLRS. Lorsqu'ils sont activés par leur ligand spécifique, ces récepteurs activent des voies de signalisation intracellulaires initiant la réponse inflammatoire non spécifique et visant à éradiquer l'agent pathogène. Les deux voies de signalisation impliquées dans ce processus sont la voie des « Mitogen-Activated Protein Kinases » (MAPKs) et celle du « Nuclear Factor kappaB » (NF-κB), dont l'activation entraîne in fine l'expression de protéines de l'inflammation dénommées cytokines, ainsi que certaines enzymes produisant divers autres médiateurs inflammatoires. Dans certaines situations, cette réponse immune peut être amplifiée de manière inadéquate, entraînant chez l'hôte une réaction inflammatoire systémique exagérée, appelée sepsis. Le sepsis peut se compliquer de dysfonctions d'organes multiples (sepsis sévère), et dans sa forme la plus grave, d'un collapsus cardiovasculaire, définissant le choc septique. La défaillance circulatoire du choc septique touche les vaisseaux sanguins d'une part, le coeur d'autre part, réalisant un tableau de «dysfonction cardiaque septique », dont on connaît mal les mécanismes pathogéniques. Les bactéries à Gram négatif peuvent déclencher de tels phénomènes, notamment en libérant de l'endotoxine, qui active les voies de l'immunité innée par son interaction avec un toll récepteur, le TLR4. Outre l'endotoxine, la plupart des bactéries à Gram négatif relâchent également dans leur environnement une protéine, la flagelline, qui est le constituant majeur du flagelle bactérien, organelle assurant la mobilité de ces micro-organismes. Des données récentes ont indiqué que la flagelline active, dans certaines cellules, les voies de l'immunité innée en se liant au récepteur TLRS. On ne connaît toutefois pas les conséquences de l'interaction flagelline-TLRS sur le développement de l'inflammation et des dysfonctions d'organes au cours du sepsis. Nous avons par conséquent élaboré le présent travail en formulant l'hypothèse que la flagelline pourrait déclencher une telle inflammation et représenter ainsi un médiateur potentiel de la dysfonction d'organes au cours du sepsis à Gram négatif, en nous intéressant plus particulièrement àl'inflammation et à la dysfonction cardiaque. Dans la première partie de ce travail, nous avons étudié les effets de la flagelline sur l'activation du NF-κB et des MAPKs, et sur l'expression de cytokines inflammatoires au niveau du myocarde in vitro (cardiomyocytes en culture) et in vivo (injection de flagelline recombinante à des souris). Nous avons observé tout d'abord que le récepteur TLRS est fortement exprimé au niveau du myocarde. Nous avons ensuite démontré que la flagelline active la voie du NF-κB et des MAP kinases (p38 et JNK), stimule la production de cytokines et de chemokines inflammatoires in vitro et in vivo, et entraîne l'activation de polynucléaires neutrophiles dans le tissu cardiaque in vivo. Finalement, au plan fonctionnel, nous avons pu montrer que la flagelline entraîne une dilatation et une réduction aiguë de la contractilité du ventricule gauche chez la souris, reproduisant les caractéristiques de la dysfonction cardiaque septique. Dans la deuxième partie, nous avons déterminé la distribution du récepteur TLRS dans les autres organes majeurs de la souris (poumon, foie, intestin et rein}, et avons caractérisé dans ces organes l'effet de la flagelline sur l'activation du NF-κB et des MAPKs, l'expression de cytokines, et l'induction de l'apoptose. Nous avons démontré que le TLRS est exprimé de façon constitutive dans ces organes, et que l'injection de flagelline y déclenche les cascades de l'immunité innée et de processus apoptotiques. Finalement, nous avons également déterminé que la flagelline entraîne une augmentation significative de multiples cytokines dans le plasma une à six heures après son injection. En résumé, nos données démontrent que la flagelline bactérienne (a) entraîne une inflammation et une dysfonction importantes du myocarde et (b) active de manière très significative les mécanismes d'immunité innée dans les principaux organes et entraîne une réponse inflammatoire systémique. Par conséquent, la flagelline peut représenter un médiateur puissant de l'inflammation et de la dysfonction d'organes, notamment du coeur, au cours du choc septique déclenché par les bactéries à Gram négatif. Summary Pathogenic microorganisms trigger two kinds of immune responses in the host. The first one is immediate and non-specific and is termed innate immunity, whereas the second one, specifically targeted at the invading agent, is termed adaptative immunity. Innate immunity, which represents the first line of defense against invading pathogens, confers the host the ability to recognize molecular structures common to many microbial pathogens, ("Pathogen-Associated Molecular Patterns", PAMPs), through cytosolic or membrane-associated receptors ("Pattern Recognition Receptors", PRRs), the latter being represented by a family of receptors termed "toll-like receptors or TLRs". Once activated by the binding of their specific ligand, these receptors activate intracellular signaling pathways, which initiate the non-specific inflammatory response aimed at eradicating the pathogens. The two pathways implicated in this process are the mitogen-activated protein kinases (MAPK) and the nuclear factor kappa B (NF-κB) signaling pathways, whose activation elicit in fine the expression of inflammatory proteins termed cytokines, as well as various enzymes producing a wealth of additional inflammatory mediators. In some circumstances, the innate immune response can become amplified and dysregulated, triggering an overwhelming systemic inflammatory response in the host, identified as sepsis. Sepsis can be associated with multiple organ dysfunction (severe sepsis), and in its most severe form, with cardiovascular collapse, defming septic shock. The cardiovascular failure associated with septic shock affects blood vessels as well as the heart, resulting in a particular form of acute heart failure termed "septic cardiac dysfunction ", whose pathogenic mechanisms remain partly undefined. Gram-negative bacteria can initiate such phenomena, notably by releasing lipopolysaccharide (LPS), which activates innate immune signaling by interacting with its specific toll receptor, the TLR4. Besides LPS, most Gram-negative bacteria also release flagellin into their environment, which is the main structural protein of the bacterial flagellum, an appendage extending from the outer bacterial membrane, responsible for the motility of the microorganism. Recent data indicated that flagellin activate immune responses upon binding to its receptor, TLRS, in various cell types. However, the role of flagellin/TLRS interaction in the development of inflammation and organ dysfunction during sepsis is not known. Therefore, we designed the present work to address the hypothesis that flagellin might trigger such inflammatory responses and thus represent a potential mediator of organ dysfunction during Gram-negative sepsis, with a particular emphasis on cardiac inflammation and contractile dysfunction. In the first part of this work, we investigated the effects of flagellin on NF-κB and MAPK activation and the generation of pro-inflammatory mediators within the heart in vitro (cultured cardiomyocytes) and in vivo (injection of recombinant flagellin into mice). We first observed that TLRS protein is strongly expressed by the myocardium. We then demonstrated that flagellin activates NF-κB and MAP kinases (p38 and JNK), upregulates the transcription of pro-inflammatory cytokines and chemokines in vitro and in vivo, and stimulates the activation of polymorphonuclear neutrophils within the heart in vivo. Finally, we demonstrated that flagellin triggers acute cardiac dilation, and a significant reduction of left ventricular contractility, mimicking characteristics of clinical septic cardiac dysfunction. In the second part, we determined the TLRS distribution in other mice major organs (lung, liver, gut and kidney) and we characterized in these organs the effects of flagellin on NF-κB and MAPK activation, on the expression of pro-inflammatory çytokines, and on the induction of apoptosis. We demonstrated that TLRS protein is constitutively expressed and that flagellin activates prototypical innate immune responses and pro-apoptotic pathways in all these organs. Finally, we also observed that flagellin induces a significant increase of multiple cytokines in the plasma from 1 to 6 hours after its intravenous administration. Altogether, these data provide evidence that bacterial flagellin (a) triggers an important inflammatory response and an acute dysfunction of the myocardium, and (b) significantly activates the mechanisms of innate immunity in most major organs and elicits a systemic inflammatory response. In consequence, flagellin may represent a potent mediator of inflammation and multiple organ failure, notably cardiac dysfunction, during Gram-negative septic shock.

Ectasie sclérale semi-annulaire pré-équatoriale chez un patient glaucomateux onchocerquien [Semi-annular pre-equatorial scleral ectasia in a patient with glaucoma and onchocerciasis].

We present the case of a glaucomatous young patient with onchocerciasis who developed a bilateral pre-equatorial scleral staphyloma with an important scleral thinness. The pathogenesis of anterior staphyloma is discussed: mechanical stress from very high ocular pressure, ocular onchocerciasis, scleral ischemia. A better understanding of scleral mechanical resistance could explain scleral thinness without any clinical scleritis.

Gender differences in whole-body fat oxidation kinetics during exercise.

Discrepancies appear in studies comparing fat oxidation between men and women. Therefore, this study aimed to quantitatively describe and compare whole-body fat oxidation kinetics between genders during exercise, using a sinusoidal (SIN) model. Twelve men and 11 women matched for age, body mass index, and aerobic fitness (maximal oxygen uptake and maximal power output per kilogram of fat-free mass (FFM)) performed submaximal incremental tests (Incr) with 5-min stages and a 7.5% maximal power output increment on a cycle ergometer. Fat oxidation rates were determined using indirect calorimetry, and plotted as a function of exercise intensity. The SIN model, which includes 3 independent variables (dilatation, symmetry, translation) that account for the main quantitative characteristics of kinetics, was used to mathematically describe fat oxidation kinetics and to determine the intensity (Fatmax) eliciting the maximal fat oxidation (MFO). During Incr, women exhibited greater fat oxidation rates from 35% to 85% maximal oxygen uptake, MFO (6.6 ± 0.9 vs. 4.5 ± 0.3 mg·kg FFM-1·min-1), and Fatmax (58.1% ± 1.9% vs. 50.0% ± 2.7% maximal oxygen uptake) than men (p < 0.05). While men and women showed similar global shapes of fat oxidation kinetics in terms of dilatation and symmetry (p > 0.05), the fat oxidation curve tended to be shifted toward higher exercise intensities in women (rightward translation, p = 0.08). These results support the idea that women have a greater reliance on fat oxidation than men during submaximal exercise, but also indicate that this greater fat oxidation is shifted toward higher exercise intensities in women than in men.

Assistances ventriculaires gauches dans le choc cardiogène et l'insuffisance cardiaque terminate [Left ventricular assist devices in cardiogenic shock and chronic refractory heart failure].

Decompensated heart failure, either acute (cardiogenic shock) or chronic (terminal heart failure) may become refractory to conventional therapy, then requiring mechanical assistance of the failing heart to improve hemodynamics. In the acute setting, aortic balloon counterpulsation is used as first line therapy. In case of failure, other techniques include the extracorporal membrane oxygenator or a percutaneous left ventricular assist device, such as the TandemHeart or the Impella. In chronic heart failure, long-term left ventricular assist devices can be surgically implanted. The continuous flow devices give here the best results. The aim of the present review article is to present with some details the various methods of mechanical left ventricle assistance to which the intensivist may be confronted in his daily practice.

Primary percutaneous coronary intervention for unprotected left main disease in patients with acute ST-segment elevation myocardial infarction the AMIS (Acute Myocardial Infarction in Switzerland) plus registry experience.

OBJECTIVES: This study sought to assess outcomes in patients with ST-segment elevation myocardial infarction undergoing primary percutaneous coronary intervention (PCI) for unprotected left main (LM) disease. BACKGROUND: Limited data are available on outcomes in patients with ST-segment elevation myocardial infarction undergoing LM PCI. METHODS: Of 9,075 patients with ST-segment elevation myocardial infarction enrolled in the AMIS (Acute Myocardial Infarction in Switzerland) Plus registry between 2005 and June 30, 2010, 6,666 underwent primary PCI. Of them, 348 (5.2%; mean age: 63.5 ± 12.6 years) underwent LM PCI, either isolated (n = 208) or concomitant to PCI for other vessel segments (n = 140). They were compared with 6,318 patients (94.8%; mean age: 61.9 ± 12.5 years) undergoing PCI of non-LM vessel segments only. RESULTS: The LM patients had higher rates of cardiogenic shock (12.2% vs. 3.5%; p < 0.001), cardiac arrest (10.6% vs. 6.3%; p < 0.01), in-hospital mortality (10.9% vs. 3.8%; p < 0.001), and major adverse cardiac and cerebrovascular events (12.4% vs. 5.0%; p < 0.001) than non-LM PCI. Rates of mortality and major adverse cardiac and cerebrovascular events were highest for concurrent LM and non-LM PCI (17.9% and 18.6%, respectively), intermediate for isolated LM PCI (6.3% and 8.3%, respectively), and lowest for non-LM PCI (3.8% and 5.0%, respectively). Rates of mortality and major adverse cardiac and cerebrovascular events for LM PCI were higher than for non-LM multivessel PCI (10.9% vs. 4.9%, p < 0.001, and 12.4% vs. 6.4%, p < 0.001, respectively). LM disease independently predicted in-hospital death (odds ratio: 2.36; 95% confidence interval: 1.34 to 4.17; p = 0.003). CONCLUSIONS: Emergent LM PCI in the context of acute myocardial infarction, even including 12% cardiogenic shock, appears to have a remarkably high (89%) in-hospital survival. Concurrent LM and non-LM PCI has worse outcomes than isolated LM PCI.

Relation of cardiac troponin I measurements at 24 and 48 hours to magnetic resonance-determined infarct size in patients with ST-elevation myocardial infarction.

Levels of circulating cardiac troponin I (cTnI) or T are correlated to extent of myocardial destruction after an acute myocardial infarction. Few studies analyzing this relation have employed a second-generation cTnI assay or cardiac magnetic resonance (CMR) as the imaging end point. In this post hoc study of the Efficacy of FX06 in the Prevention of Mycoardial Reperfusion Injury (F.I.R.E.) trial, we aimed at determining the correlation between single-point cTnI measurements and CMR-estimated infarct size at 5 to 7 days and 4 months after a first-time ST-elevation myocardial infarction (STEMI) and investigating whether cTnI might provide independent prognostic information regarding infarct size at 4 months even taking into account early infarct size. Two hundred twenty-seven patients with a first-time STEMI were included in F.I.R.E. All patients received primary percutaneous coronary intervention within 6 hours from onset of symptoms. cTnI was measured at 24 and 48 hours after admission. CMR was conducted within 1 week of the index event (5 to 7 days) and at 4 months. Pearson correlations (r) for infarct size and cTnI at 24 hours were r = 0.66 (5 days) and r = 0.63 (4 months) and those for cTnI at 48 hours were r = 0.67 (5 days) and r = 0.65 (4 months). In a multiple regression analysis for predicting infarct size at 4 months (n = 141), cTnI and infarct location retained an independent prognostic role even taking into account early infarct size. In conclusion, a single-point cTnI measurement taken early after a first-time STEMI is a useful marker for infarct size and might also supplement early CMR evaluation in prediction of infarct size at 4 months.

MR and CT imaging of pulmonary valved conduits in children and adolescents: normal appearance and complications.

BACKGROUND: The Contegra® is a conduit made from the bovine jugular vein and then interposed between the right ventricle and the pulmonary artery. It is used for cardiac malformations in the reconstruction of right ventricular outflow tract. OBJECTIVE: To describe both normal and pathological appearances of the Contegra® in radiological imaging, to describe imaging of complications and to define the role of CT and MRI in postoperative follow-up. MATERIALS AND METHODS: Forty-three examinations of 24 patients (17 boys and 7 girls; mean age: 10.8 years old) with Contegra® conduits were reviewed. Anatomical description and measurements of the conduits were performed. Pathological items examined included stenosis, dilatation, plicature or twist, thrombus or vegetations, calcifications and valvular regurgitation. Findings were correlated to the echographic gradient through the conduit when available. RESULTS: CT and MR work-up showed Contegra® stenosis (n = 12), dilatation (n = 9) and plicature or twist (n = 7). CT displayed thrombus or vegetations in the Contegra® in three clinically infected patients. Calcifications of the conduit were present at CT in 12 patients and valvular regurgitation in three patients. The comparison between CT and/or MR results showed a good correlation between the echographic gradient and the presence of stenosis in the Contegra®. CONCLUSION: CT and MR bring additional information about permeability and postoperative anatomy especially when echocardiography is inconclusive. Both techniques depict the normal appearance of the conduit, and allow comparison and precise evaluation of changes in the postoperative follow-up.

On-pump beating heart coronary surgery for high risk patients requiring emergency multiple coronary artery bypass grafting.

BACKGROUND: Cardiopulmonary bypass (CPB) with aortic cross-clamping and cardioplegic arrest remains the method of choice for patients requiring standard myocardial revascularization. Therefore, very high-risk patients presenting with acute coronary syndrome, unstable angina, onset of cardiac decompensation and requiring emergency multiple myocardial revascularization, can have a poor outcome. The on-pump beating heart technique can reduce the mortality and the morbidity in such a selected group of patients and this report describes our clinical experience. METHODS: Out of 290 patients operated for CABG from January 2005 to January 2006, 25 (8.6%) selected high-risk patients suffering from life threatening coronary syndrome (mean age 69 +/- 7 years) and requiring emergency multiple myocardial revascularization, underwent on-pump beating heart surgery. The mean pre-operative left ventricle ejection fraction (LVEF) was 27 +/- 8%. The majority of them (88%) suffered of tri-vessel coronary disease and 6 (24%) had a left main stump disease. Nine patients (35%) were on severe cardiac failure and seven among them (28%) received a pre-operative intra-aortic balloon pump. The pre-operative EuroScore rate was equal or above 8 in 18 patients (73%). RESULTS: All patients underwent on-pump-beating heart coronary revascularization. The mean number of graft/patient was 2.9 +/- 0.6 and the internal mammary artery was used in 23 patients (92%). The mean CPB time was 84 +/- 19 minutes. Two patients died during the recovery stay in the intensive care unit, and there were no postoperative myocardial infarctions between the survivors. Eight patients suffered of transitorily renal failure and 1 patient developed a sternal wound infection. The mean hospital stay was 12 +/- 7 days. The follow-up was complete for all 23 patients survived at surgery and the mean follow-up time was 14 +/- 5 months. One patient died during the follow-up for cardiac arrest and 2 patients required an implantable cardiac defibrillator. One year after surgery they all had a standard trans-thoracic echocardiogram showing a mean LVEF rate of 36 +/- 11.8%. CONCLUSION: Standard on-pump arrested heart coronary surgery has higher mortality and morbidity in emergencies. The on-pump beating heart myocardial revascularization seems to be a valid alternative for the restricted and selected cohort of patients suffering from life threatening coronary syndrome and requiring multiple emergency CABG.

13q deletion syndrome and retinoblastoma in identical dichorionic diamniotic monozygotic twins.

PURPOSE: To report the case of identical dichorionic diamniotic female twins with unilateral retinoblastoma in 13q deletion syndrome. METHODS: Clinical and ophthalmoscopic evaluation, combination of multiple ligation-dependent probe amplification, array-comparative genomic hybridization analyses, and magnetic resonance imaging were performed. RESULTS: Peculiar facial features, marked hypotonia, gastroesophageal reflux, interatrial septal defect with left to right shunt and light dilatation of right chambers, 5th finger hypoplasia, 3rd-5th toes clinodactyly, 2nd toe overlapped to 3rd toe, and cutis marmorata were found. Ophthalmoscopic evaluation revealed unilateral retinoblastoma in both girls. Magnetic resonance imaging detected corpus callosum hypoplasia in both twins. A 34.4-Mb deletion involving bands 13q13.2-q21.33 and including the RB1 gene was identified in both twins. The deletion was not present in the DNA of their parents and older brother. CONCLUSIONS: Dysmorphic features in children must be always suspicious of 13q deletion syndrome and a short ophthalmoscopic follow-up is necessary to detect the presence of a retinoblastoma.

Mitral regurgitation.

Mitral regurgitation (MR) involves systolic retrograde flow from the left ventricle into the left atrium. While trivial MR is frequent in healthy subjects, moderate to severe MR constitutes the second most prevalent valve disease after aortic valve stenosis. Major causes of severe MR in Western countries include degenerative valve disease (myxomatous disease, flail leaflet, annular calcification) and ischaemic heart disease, while rheumatic disease remains a major cause of MR in developing countries. Chronic MR typically progresses insidiously over many years. Once established, however, severe MR portends a poor prognosis. The severity of MR can be assessed by various techniques, Doppler echocardiography being the most widely used. Mitral valve surgery is the only treatment of proven efficacy. It alleviates clinical symptoms and prevents ventricular dilatation and heart failure (or, at least, it attenuates further progression of these abnormalities). Valve repair significantly improves clinical outcomes compared with valve replacement, reducing mortality by approximately 70%. Reverse LV remodelling after valve repair occurs in half of patients with functional MR. Percutaneous, catheter-based to mitral valve repair is a novel approach currently under clinical scrutiny, with encouraging preliminary results. This modality may provide a valuable alternative to mitral valve surgery, especially in critically ill patients.

Function and regulation of the scaffold protein IB1/JIP-1 in the uro-genital tract.

RESUME Ce mémoire de thèse traite de l'étude de la « scaffold »protéine ou protéine «échafaud», « Islet-Brain1/ JNK Interacting Protein 1 » (IB1/JIP-1) dans la vessie et la prostate, deux organes importants de l'appareil uro-genital. Cette protéine, mise en évidence dans notre laboratoire à la fin des année 90, a été reconnue pour réguler la voie de signalisation des « Mitogen-Activated Protein Kinases » (MAPKs), et en particulier de la MAPK appelée c-Jun N-terminal Kinase (JNK). Le réseau de voie de signalisation permet aux cellules de percevoir les changements dans le milieu extracellulaire et de permettre une réponse appropriée à ces différents stimuli. La connaissance des voies de signalisation a permis de mettre en évidence leur rôle crucial tant dans l'homéostase des tissus sains que dans des processus pathologiques comme l'oncogenèse. Parmi une vingtaine de voie de signalisation, la voie de signalisation des «MAPKinases » est une des plus importantes et a été montrée pour participer à diverses fonctions cellulaires telles que la différentiation, la motilité, la division et la mort cellulaire. La voie de signalisation des « MAPKinases » est typiquement constituée d'un module de trois kinases qui s'activent séquentiellement par phosphorylation. On note la présence d'une MAPK, d'un activateur de MAPK et d'un activateur de l'activateur de MAPK. Une fois la MAPK activée, elle permettra la régulation de différentes cibles dont certain facteur de transcription. Chez les mammifères, il existe 3 grands groupes de MAPKs : the extracellular signal-regulated kinase 1 and 2 (ERK 1/2) cascade, qui régule préférentiellement la croissance et la différentiation cellulaire, ainsi que les cascades JNK et p38 qui régulent préférentiellement la réponse à différents stress cellulaires telle que l'inflammation ou l'apoptose. JNK est activé par différents stress cellulaire telle que les cytokines inflammatoires. JNK est également requis au cours du développement embryonnaire et contribue à la mort (apoptose) ou à la prolifération cellulaire. Plusieurs études ont mis en évidence le rôle de JNK durant le processus tumoral, sans que son rôle soit clairement identifié. JNK pourrait avoir des fonctions différentes durant l'initiation puis de la progression tumorale. Chez les mammifères, les voies de signalisation intracellulaires forment un réseau complexe et elles interagissent entre elles, ce qui permet aux cellules une réponse adéquate aux multitudes de stimuli existants dans les organismes pluricellulaires. Parmi plusieurs mécanismes de régulation, les protéines dites « scaffold » ou «échafaud » jouent un rôle crucial dans l'homéostase de la voie de signalisation des «MAPKinase ». L'introduction revoit brièvement ces différents aspects, de la voie de signalisation des «MAPKinase et des connaissance sur IB1/JIP-1. Les premières études effectuées sur IB1/JIP-1 ont montré une expression relativement spécifique de cette protéine dans certains types de neurones ainsi que dans la cellule beta-sécrétrice d'insuline. IB1/JIP-1 régule la voie de signalisation JNK par interaction avec les différents composants du module, modifiant ainsi le spectre de substrats activés par JNK. La fonction précise de IB1/JIP-1 n'était pas encore élucidée, mais plusieurs travaux mettaient en lumière un rôle dans la régulation, et la sous-location cellulaire des composants de la voie de signalisation JNK, ainsi que dans la survie cellulaire à certain stress. Cette expression relativement spécifique est intrigante car elle suggère que sa présence serait nécessaire à une régulation spécifique de la MAPKinase JNK ou à certaines autres fonctions cellulaires également spécifiques de certains tissus. Le premier but de ce travail a consisté à mettre en évidence l'expression de IB1/JIP-1 dans l'appareil uro-génital et plus particulièrement dans la vessie et la prostate. Nos résultats ont montré que IB1/JIP-1 est spécifiquement exprimé au niveau de l'urothélium vésical, mais pas dans le muscle lisse. Il en est de même au niveau de la prostate où IB1/JIP-1 est exprimé spécifiquement au niveau de l'épithélium sécrétoire et absent au niveau du stroma fibro-musculaire. La vessie et la prostate sont des organes ou l'activité JNK pourrait être crucial tant dans l' homeostase tissulaire que dans le développement de pathologies bénignes ou malignes. La vessie et la prostate sont le siège fréquent de tumeur. La base pour le développement du cancer est complexe et implique plusieurs anomalies génétiques. Ce processus complexe lié au développement tumoral est encore loin d`être complètement élucidé, raison pour laquelle il est crucial de poursuivre l'étude des différents gènes pouvant être impliqué dans ces processus ou pouvant être utilisé comme outil thérapeutique. Dans l'urothelium de la vessie, la fonction de la MAPK JNK n'a été que très peu étudiée. Il existe quelques études, in vitro, suggérant une implication possible de cette voie de signalisation dans des processus telle que le développement ou la progression tumorale. Le chapitre 1 décrit une étude in vivo dans la vessie un modèle de stress mécanique, connu pour activer les MAPKinase. La dilatation vésicale, due à une obstruction urétrale, a mis en évidence une diminution de l'expression de IB1/JIP-1 ainsi qu'une activation de la MAPKinase JNK. Dans ce modèle, la régulation de IB1/JIP-1, par l'intermédiaire d'un vecteur viral, a permis de démontrer que IB1/JIP-1 régulait l'activité de JNK dans ce tissu. Pour poursuivre l'étude de cette fonction d' IB1/JIP-1 dans l'urothélium, nous avons investigué l'activité JNK dans des souris génétiquement modifiées et porteuse d'une délétion de 1 des 2 allèles du gène codant pour IB1/JIP-1, avec un contenu en IB1/JIP-1 diminué de moitié. L'activation de JNK est également augmentée dans l'urothelium au repos de ces souris, ce qui confirme la fonction régulatrice de JNK par IB1/JIP-1. Ces résultats ont permis de mettre en évidence un rôle critique de celle-ci dans l'homéostase de I`urothelium et suggère une nouvelle cible pour réguler la voie de signalisation dans ce tissu. En outre, la modulation des niveaux d'expression d'IB1/JIP-1 dans la vessie, in vivo, par l'intermédiaire de vecteurs viraux s'est révélée réalisable et indique un moyen élégant pour développer une thérapie génique dans cet organe. Un autre élément de ce travail de thèse, révélée au chapitre 2, a été d'étudier la régulation dans la vessie de rat de la communication intercellulaire de type « GAP ». Les cellules adjacentes partagent des ions, messagers secondaires et des petits métabolites par l'intermédiaire de canaux intercellulaire qui forment les jonctions de type « GAP ». Ce type de communications intercellulaire permet une activité cellulaire coordonnée, une caractéristique importante pour l'homéostase des organismes multicellulaire. Ce type de communication intercellulaire est formé de 2 demi-canaux appelés connexons. Chaque connexon est formé de six protéines appelées connexins (Cx). Il existe environ vingt connexines différentes nommées par leur poids moléculaire respectif. Les jonctions de type canaux "GAP" permettent aux cellules de communiquer avec les cellules voisines au quelles elles sont mécaniquement ou électriquement couplées. La vessie peut être particulièrement dépendante de la communication intercellulaire par les canaux « Gap » qui permettrait de coordonner la réponse de la musculature ainsi que de l'urothélium à l'augmentation de la pression transmurale du à l'accumulation d'urine, situation fréquemment observée dans le cadre de l'hyperplasie bénigne de la prostate. Dans la vessie de rat, la connexine26 est exprimée uniquement dans l'urothelium. La Cx26, a été montrée pour être un possible « tumor suppressor gene » dans le cancer de vessie. Une augmentation de la Cx26 ainsi que du couplage des cellules urothéliales a été démontré dans notre modèle de stress mécanique sur la vessie de rat et est dépendante de 2 éléments de réponses connues pour interagir avec AP-1. La régulation de IB1/JIP-1 a permis de montrer que celle-ci régulait l'activité JNK, ainsi que l'activité du facteur de transcription AP-1, composé de c-Jun lui-même cible de JNK. Cette réduction de l'activité de AP-1 est associée à une diminution de l'expression du transcipt de la Cx26. En résumé, la Cx26 pourrait être régulée par le complexe AP-1 lui-même dépendant du contenu en IB1/JIP-1. Dans le chapitre 3, l'étude de IB1/J1P-1 s'est portée sur la prostate. Cet organe, siège fréquent de pathologie telle que le cancer ou l'hyperplasie bénigne de la prostate, exprime IB1/JIP-1 au niveau de son épithélium sécrétoire. Cette expression est maintenue dans une lignée cellulaire humaine largement étudiée est reconnue comme un modèle adéquat de cellules tumorales de type androgène-sensible. IB1/JIP-1 a été investigué dans un modèle in vitro d'apoptose en réponse à un agent appelé N-(4-hydroxyphenyl)retinamide (4-HPR) qui induit une activation de la MAPK JNK ainsi que également un diminution du contenu en IB1/JIP-1. La surexpression de IB1/JIP-1 en utilisant à nouveau des virus comme vecteur a démontré que IB1/JIP-1 était capable de réguler l'activité de JNK ainsi que les taux d'apoptose. Dans le cancer de la prostate, certains travaux ont montré que la différentiation neuroendocrine des cellules tumorales est associée à la progression tumorale et à la perte de sensibilité aux androgènes. Ce travail a permis de dévoiler l'augmentation d'expression de IB1/JIP-1 dans un modèle de neurodifferentiation des cellules d'une lignée prostatique humaine (LNCaP). Les mécanismes qui permettent une expression spécifique de IB1/JIP-1 ont été partiellement investiguée dans notre laboratoire. Son promoteur humain contient un « Neuron Restricive Silencer Element » (NRSE) connu pour se lier a répresseur transcriptionel appelé « RE-1 Silencer Transcription Factor » ou « Neuron Restrictive Silencer Factor » (REST/NRSF). NRSF/REST est capable de réprimer l'expression de gènes neuronaux en dehors du système neuronal. Il prend part à la différentiation terminale des gènes neuronaux. Dans le chapitre 3, on observe que l'activité de REST/NRSF est diminuée dans les cellules LNCaP qui se transdifferencient de manière neuroendocrine, et que REST/NRSF est capable de moduler l'expression de ces gènes cibles dans ce type cellulaire. Ces travaux laissent suggérer que NRSF/REST participe à l'acquisition du phénotype neuroendocrinien et pourrait être une cible pour réguler ce phénomène. En conclusion, ce travail de thèse présente l'expression de IB1/JIP-1 dans 2 organes de l'appareil uro-génital ; la vessie et la prostate. La fonction de IB1/JIP-1 a été étudiée in vivo dans la vessie de rat, ce qui a mis en évidence sa fonction régulatrice de l'activité de la MAPKinase JNK, et de l'activité du facteur de transcription AP-1 ; ainsi que sa possible implication régulatrice de gène cible tel que la Connexin 26 (Cx26). AP-1 et la Cx26 pourraient jouer un rôle dans le processus oncologique, tant dans le control de l'invasion cellulaire ou le control de la croissance cellulaire. Dans la prostate, IB1/JIP-1 régule également l'activité JNK; crucial dans la transmission de certains stimulis pro-apoptotiques. Dans un modèle de transdifférenciation neuroendocrinienne, phénotype possiblement lié au caractère agressif du cancer de la prostate, l'expression de IB1/JIP-1 est augmenté, suggérant soit un rôle possible dans le développement du phénotype neuronal ou une implication dans une fonction anti-apoptotique. Ce travail a donc permis d'élargir nos connaissances sur la régulation et le control de la voie de signalisation des MAPKinases par IB1/JIP-1, qui pourrait avoir encore d'autres fonctions dans ces tissus.

Role of innate immunity in cardiac inflammation after myocardial infarction.

Over the past two decades, inflammation has emerged as a key pathophysiological process during myocardial infarction. It develops consecutively to the activation of innate immune defense mechanisms, in response to the release of endogenous molecules by necrotic cells and the extracellular matrix. These danger signals are sensed by cellular receptors normally involved in antimicrobial defenses, including toll-like receptors and a subset of NOD-like receptors, which promote intracellular signaling dependent on nuclear factor kappaB and on the formation of the inflammasome. These mechanisms stimulate the expression of multiple inflammatory mediators and growth factors, sequentially inducing the recruitment of inflammatory cells, the clearance of injured tissue, angiogenesis, and the proliferation of fibroblasts, eventually resulting in scar formation and infarct healing. Dysregulation of these responses may result in continued cardiomyocyte loss, fibrosis beyond the limits of the infarcted area, reactive hypertrophy and chamber dilatation, a process termed adverse cardiac remodeling, leading to functional compromise and heart failure. This review presents the current state of knowledge on the process of immune activation within the infarcted myocardium and its consequences.

Total aortic arch stenting--hemodynamical impact of carotid artery perfusion.

The aim of this experimental study is to evaluate the feasibility and the outcome of total endovascular stent implantation in the aortic arch. Indications for this operation-technique would be acute or chronic dissection of the aortic arch (non-A-non-B dissection) or type B dissection with retrograde extension. Four pigs were canulated via the distal abdominal aorta and a retrograde placement of a Djumbodis arch stent (4-9 cm) was controlled by using intravascular ultrasound and intracardiac ultrasound by the inferior cava vein and under radioscopic control. Cerebral perfusion, by using a flow meter placed on one prepared carotid artery, were controlled before, immediate post-procedural (<1 min), and in the early follow-up after aortic arch stent implantation. During the implantation process, especially during balloon inflation and deflation, mean carotid perfusion decreases slightly. A reactive increase of carotid perfusion after stent placements indicates transitory cerebral hypo-perfusion. Non-covered aortic arch stent implantation is technically feasible and could be a potential treatment option in otherwise inoperable arch dissections. The time required for balloon inflation and deflation causes an important risk of cerebral ischemia. The latter can be reduced by transaxillary perfusion.

Appropriate therapy for fistulizing and fibrostenotic Crohn's disease: results of a multidisciplinary expert panel - EPACT II

Introduction: Many therapeutic decisions in the management of fistulizing and fibrostenotic Crohn's disease (CD) have to be taken without the benefit of strong scientific evidence. For this reason, explicit appropriateness criteria for CD fistula and stenosis treatment were developed by a multidisciplinary European expert panel in 2004 with the aim of making them easily available on the Internet and thus allowing individual case scenario evaluation; these criteria were updated in 2007. Methods: Twelve international experts convened in Geneva, Switzerland in December 2007. Explicit clinical scenarios, corresponding to real daily practice, were rated on a 9-point scale based on evidence from the published literature and panelists' own expertise. Median ratings were stratified into three categories: appropriate (7-9), uncertain (4-6) and inappropriate (1-3). Results: Overall, panelists rated 60 indications pertaining to fistulas. Antibiotics, azathioprine/6-mercaptopurine and conservative surgery are the mainstay of therapy for simple and complex fistulas. In the event of previous failure of azathioprine/6-mercaptopurine therapy, methotrexate and infliximab were considered appropriate for complex fistulas. The panel also rated 72 indications related to the management of fibrostenotic CD. The experts considered balloon dilation, if the stricture was endoscopically accessible, stricturoplasty and bowel resection to be appropriate for small bowel fibrostenotic Crohn's disease, and balloon dilation and bowel resection appropriate for fibrostenotic colonic disease. In the presence of an ileocolonic or ileorectal anastomotic stricture of <7 cm, endoscopic balloon dilation, and bowel resection were considered appropriate. Conclusion: Antibiotics, azathioprine/6-mercaptopurine, and conservative surgery are the mainstay of therapy for fistulizing Crohn's disease. Infliximab is a therapeutic option in patients without prior response to immunosuppressant therapy. In fibrostenotic Crohn's disease, endoscopic balloon dilation, if feasible, or surgical therapy should be considered. These expert recommendations are available online (www.epact.ch). Prospective evaluation is now needed to test the validity of these appropriateness criteria in clinical practice. (C) 2009 European Crohn's and Colitis Organisation. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

Update on basic and clinical aspects of eosinophilic oesophagitis.

The identification of a distinct syndrome, designated eosinophilic oesophagitis (EoE), with its own clinical and histopathological characteristics, was first described in the early 1990s. Meanwhile intense research has uncovered many molecular, immunological and clinical aspects of this chronic-inflammatory disorder. This article focuses exclusively on basic and clinical insights of EoE gathered during the last few years. Regarding aetiopathogenesis it has become clear that EoE is a food-triggered disease with milk and wheat as the dominant culprit food categories. However, it is still debated whether a disturbed mucosal integrity allowing allergens to cross the mucosal barrier, or changes in wheat and milk manufacturing might induce these inflammatory responses. Furthermore, basic science and clinical studies have accordingly confirmed that a chronic eosinophilic inflammation leads to a remodelling of the oesophagus with micro- and macro-morphological alterations, ending in a strictured oesophagus with impaired function. Fortunately, long-term therapeutic trials, using either topical corticosteroids or dietary allergen avoidance, have demonstrated that this sequela can be prevented or even reversed. This finding is of clinical relevance as it supports the initiation of a consistent anti-inflammatory therapy. Nevertheless, EoE is still an enigmatic disease and the long list of unanswered questions will certainly stimulate further research.