Periodic fever, aphthous stomatitis, pharyngitis, cervical adenitis syndrome is linked to dysregulated monocyte IL-1β production.

BACKGROUND: The exact pathogenesis of the pediatric disorder periodic fever, aphthous stomatitis, pharyngitis, cervical adenitis (PFAPA) syndrome is unknown. OBJECTIVES: We hypothesized that PFAPA might be due to dysregulated monocyte IL-1β production linked to genetic variants in proinflammatory genes. METHODS: Fifteen patients with PFAPA syndrome were studied during and outside a febrile episode. Hematologic profile, inflammatory markers, and cytokine levels were measured in the blood. The capacity of LPS-stimulated PBMCs and monocytes to secrete IL-1β was assessed by using ELISA, and active IL-1β secretion was visualized by means of Western blotting. Real-time quantitative PCR was performed to assess cytokine gene expression. DNA was screened for variants of the MEFV, TNFRSF1A, MVK, and NLRP3 genes in a total of 57 patients with PFAPA syndrome. RESULTS: During a febrile attack, patients with PFAPA syndrome revealed significantly increased neutrophil counts, erythrocyte sedimentation rates, and C-reactive protein, serum amyloid A, myeloid-related protein 8/14, and S100A12 levels compared with those seen outside attacks. Stimulated PBMCs secreted significantly more IL-1β during an attack (during a febrile episode, 575 ± 88 pg/mL; outside a febrile episode, 235 ± 56 pg/mL; P < .001), and this was in the mature active p17 form. IL-1β secretion was inhibited by ZYVAD, a caspase inhibitor. Similar results were found for stimulated monocytes (during a febrile episode, 743 ± 183 pg/mL; outside a febrile episode, 227 ± 92 pg/mL; P < .05). Genotyping identified variants in 15 of 57 patients, with 12 NLRP3 variants, 1 TNFRSF1A variant, 4 MEFV variants, and 1 MVK variant. CONCLUSION: Our data strongly suggest that IL-1β monocyte production is dysregulated in patients with PFAPA syndrome. Approximately 20% of them were found to have NLRP3 variants, suggesting that inflammasome-related genes might be involved in this autoinflammatory syndrome.

Molecular mechanisms for the transcriptional regulation of the Connexin36 gene expression in insulin-secreting cells

Résumé Régulation de l'expression de la Connexin36 dans les cellules sécrétrices d'insuline La communication intercellulaire est en partie assurée via des jonctions communicantes de type "gap". Dans la cellule ß pancréatique, plusieurs observations indiquent que le couplage assuré par des jonctions gap formées parla Connexine36 (Cx36) est impliqué dans le contrôle de la sécrétion de l'insuline. De plus, nous avons récemment démontré qu'un niveau précis d'expression de la Cx36 est nécessaire pour maintenir une bonne coordination de l'ensemble des cellules ß, et permettre ainsi une sécrétion synchrone et contrôlée d'insuline. Le développement du diabète et du syndrome métabolique est partiellement dû à une altération de la capacité des cellules ß à sécréter de l'insuline en réponse à une augmentation de la glycémie. Cette altération est en partie causée par l'augmentation prolongée des taux circulant de glucose, mais aussi de lipides, sous la forme d'acides gras libres, et de LDL (Low Density Lipoproteins), particules assurant le transport des acides gras et du cholestérol dans le sang. Nous avons étudié la régulation de l'expression de la Cx36 dans différentes conditions reflétant la physiopathologie du diabète de type 2 et du syndrome métabolique et démontré qu'une exposition prolongée à des concentrations élevées de glucose, de LDL, ainsi que de palmitate (acide gras saturé le plus abondant dans l'organisme), inhibent l'expression de la Cx36 dans les cellules ß. Cette inhibition implique l'activation de la PKA (Proteine Kinase A), qui stimule à son tour l'expression du facteur de transcription ICER-1 (Inductible cAMP Early Repressor-1). Ce puissant répresseur se fixe spécifiquement sur un motif CRE (cAMP Response Element), situé dans le promoteur du gène de la Cx36, inhibant ainsi son expression. Nous avons de plus démontré que des cytokines pro-inflammatoires, qui pourraient contribuer au développement du diabète, inhibent également l'expression de la Cx36. Cependant, les cytokines agissent indépendamment du répresseur ICER-1, mais selon un mécanisme requérant l'activation de l'AMPK (AMP dependant protein kinase). Sachant qu'un contrôle précis des niveaux d'expression de la Cx36 est un élément déterminant pour une sécrétion optimale de l'insuline, nos résultats suggèrent que la Cx36 pourrait être impliquée dans l'altération de la sécrétion de l'insuline contribuant à l'apparition du diabète de type 2. Summary A particular way by which cells communicate with each other is mediated by gap junctions, transmembrane structures providing a direct pathway for the diffusion of small molecules between adjacent cells. Gap junctional communication is required to maintain a proper functioning of insulin-secreting ß-cells. Moreover, the expression levels of connexin36 (Cx36), the sole gap junction protein expressed in ß-cells, are critical in maintaining glucose-stimulated insulin secretion. Chronic hyperglycemia and hyperlipidemia exert deleterious effects on insulin secretion and may contribute to the progressive ß-cell failure linked to the development of type 2 diabetes and metabolic syndrome. Since modulations of the Cx36 levels might impair ß-cell function, the general aim of this work was to elucidate wether elevated levels of glucose and lipids affect Cx36 expression. The first part of this work was dedicated to the study of the effect of high glucose concentrations on Cx36 expression. We demonstrated that glucose transcriptionally down-regulates the expression of Cx36 in insulin-secreting cells through activation of the protein kinase A (PKA), which in turn stimulates the expression of the inducible cAMP early repressor-1 (ICER-1). This repressor binds to a highly conserved cAMP response element (CRE) located in the Cx36 promoter, thereby inhibiting Cx36 expression. The second part of this thesis consisted in studying the effects of sustained exposure to free fatty acids (FFA) and human lipoproteins on Cx36 levels. The experiments revealed that the most abundant FFA, palmitate, as well as the atherogenic low density lipoproteins (LDL), also stimulate ICER-1 expression, resulting in Cx36 down-regulation. Finally, the third part of the work focused on the consequences of long-term exposure to proinflammatory cytokines on Cx36 content. Interleukin-1 ß (IL-1 ß) inhibits Cx36 expression and its effect is potentialized by tumor necrosis factor α (TNFα) and interferon γ (IFNγ). We further unveiled that the cytokines effect on Cx36 levels requires activation of the AMP dependent protein kinase (AMPK). Prolonged exposures to glucose, palmitate, LDL, and pro-inflammatory cytokines have all been proposed to contribute to the development of diabetes and metabolic syndrome. Since Cx36 expression levels are critical to maintain ß-cell function, Cx36 down-regulation by glucose, lipids, and cytokines might participate to the ß-cell failure associated with diabetes development.

Secretory IgA-mediated neutralization of Shigella flexneri prevents intestinal tissue destruction by down-regulating inflammatory circuits.

Shigella, a Gram-negative invasive enteropathogenic bacterium responsible for bacillary dysentery, causes the rupture, invasion, and inflammatory destruction of the human colonic mucosa. We explored the mechanisms of protection mediated by Shigella LPS-specific secretory IgA (SIgA), the major mucosal Ab induced upon natural infection. Bacteria, SIgA, or SIgA-S. flexneri immune complexes were administered into rabbit ligated intestinal loops containing a Peyer's patch. After 8 h, localizations of bacteria, SIgA, and SIgA-S. flexneri immune complexes were examined by immunohistochemistry and confocal microscopy imaging. We found that anti-Shigella LPS SIgA, mainly via immune exclusion, prevented Shigella-induced inflammation responsible for the destruction of the intestinal barrier. Besides this luminal trapping, a small proportion of SIgA-S. flexneri immune complexes were shown to enter the rabbit Peyer's patch and were internalized by dendritic cells of the subepithelial dome region. Local inflammatory status was analyzed by quantitative RT-PCR using newly designed primers for rabbit pro- and anti-inflammatory mediator genes. In Peyer's patches exposed to immune complexes, limited up-regulation of the expression of proinflammatory genes, including TNF-alpha, IL-6, Cox-2, and IFN-gamma, was observed, consistent with preserved morphology. In contrast, in Peyer's patches exposed to Shigella alone, high expression of the same mediators was measured, indicating that neutralizing SIgA dampens the proinflammatory properties of Shigella. These results show that in the form of immune complexes, SIgA guarantees both immune exclusion and neutralization of translocated bacteria, thus preserving the intestinal barrier integrity by preventing bacterial-induced inflammation. These findings add to the multiple facets of the noninflammatory properties of SIgA.

JNK3 Is Required for the Cytoprotective Effect of Exendin 4.

Preservation of beta cell against apoptosis is one of the therapeutic benefits of the glucagon-like peptide-1 (GLP1) antidiabetic mimetics for preserving the functional beta cell mass exposed to diabetogenic condition including proinflammatory cytokines. The mitogen activated protein kinase 10 also called c-jun amino-terminal kinase 3 (JNK3) plays a protective role in insulin-secreting cells against death caused by cytokines. In this study, we investigated whether the JNK3 expression is associated with the protective effect elicited by the GLP1 mimetic exendin 4. We found an increase in the abundance of JNK3 in isolated human islets and INS-1E cells cultured with exendin 4. Induction of JNK3 by exendin 4 was associated with an increased survival of INS-1E cells. Silencing of JNK3 prevented the cytoprotective effect of exendin 4 against apoptosis elicited by culture condition and cytokines. These results emphasize the requirement of JNK3 in the antiapoptotic effects of exendin 4.

Quantifying network properties in multi-electrode recordings: spatiotemporal characterization and inter-trial variation of evoked gamma oscillations in mouse somatosensory cortex in vitro.

Linking the structural connectivity of brain circuits to their cooperative dynamics and emergent functions is a central aim of neuroscience research. Graph theory has recently been applied to study the structure-function relationship of networks, where dynamical similarity of different nodes has been turned into a "static" functional connection. However, the capability of the brain to adapt, learn and process external stimuli requires a constant dynamical functional rewiring between circuitries and cell assemblies. Hence, we must capture the changes of network functional connectivity over time. Multi-electrode array data present a unique challenge within this framework. We study the dynamics of gamma oscillations in acute slices of the somatosensory cortex from juvenile mice recorded by planar multi-electrode arrays. Bursts of gamma oscillatory activity lasting a few hundred milliseconds could be initiated only by brief trains of electrical stimulations applied at the deepest cortical layers and simultaneously delivered at multiple locations. Local field potentials were used to study the spatio-temporal properties and the instantaneous synchronization profile of the gamma oscillatory activity, combined with current source density (CSD) analysis. Pair-wise differences in the oscillation phase were used to determine the presence of instantaneous synchronization between the different sites of the circuitry during the oscillatory period. Despite variation in the duration of the oscillatory response over successive trials, they showed a constant average power, suggesting that the rate of expenditure of energy during the gamma bursts is consistent across repeated stimulations. Within each gamma burst, the functional connectivity map reflected the columnar organization of the neocortex. Over successive trials, an apparently random rearrangement of the functional connectivity was observed, with a more stable columnar than horizontal organization. This work reveals new features of evoked gamma oscillations in developing cortex.

Reverse transcription quantitative real-time polymerase chain reaction reference genes in the spared nerve injury model of neuropathic pain : validation and literature search

La douleur neuropathique est définie comme une douleur causée par une lésion du système nerveux somato-sensoriel. Elle se caractérise par des douleurs exagérées, spontanées, ou déclenchées par des stimuli normalement non douloureux (allodynie) ou douloureux (hyperalgésie). Bien qu'elle concerne 7% de la population, ses mécanismes biologiques ne sont pas encore élucidés. L'étude des variations d'expressions géniques dans les tissus-clés des voies sensorielles (notamment le ganglion spinal et la corne dorsale de la moelle épinière) à différents moments après une lésion nerveuse périphérique permettrait de mettre en évidence de nouvelles cibles thérapeutiques. Elles se détectent de manière sensible par reverse transcription quantitative real-time polymerase chain reaction (RT- qPCR). Pour garantir des résultats fiables, des guidelines ont récemment recommandé la validation des gènes de référence utilisés pour la normalisation des données ("Minimum information for publication of quantitative real-time PCR experiments", Bustin et al 2009). Après recherche dans la littérature des gènes de référence fréquemment utilisés dans notre modèle de douleur neuropathique périphérique SNI (spared nerve injury) et dans le tissu nerveux en général, nous avons établi une liste de potentiels bons candidats: Actin beta (Actb), Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH), ribosomal proteins 18S (18S), L13a (RPL13a) et L29 (RPL29), hypoxanthine phosphoribosyltransferase 1 (HPRT1) et hydroxymethyl-bilane synthase (HMBS). Nous avons évalué la stabilité d'expression de ces gènes dans le ganglion spinal et dans la corne dorsale à différents moments après la lésion nerveuse (SNI) en calculant des coefficients de variation et utilisant l'algorithme geNorm qui compare les niveaux d'expression entre les différents candidats et détermine la paire de gènes restante la plus stable. Il a aussi été possible de classer les gènes selon leur stabilité et d'identifier le nombre de gènes nécessaires pour une normalisation la plus précise. Les gènes les plus cités comme référence dans le modèle SNI ont été GAPDH, HMBS, Actb, HPRT1 et 18S. Seuls HPRT1 and 18S ont été précédemment validés dans des arrays de RT-qPCR. Dans notre étude, tous les gènes testés dans le ganglion spinal et dans la corne dorsale satisfont au critère de stabilité exprimé par une M-value inférieure à 1. Par contre avec un coefficient de variation (CV) supérieur à 50% dans le ganglion spinal, 18S ne peut être retenu. La paire de gènes la plus stable dans le ganglion spinal est HPRT1 et Actb et dans la corne dorsale il s'agit de RPL29 et RPL13a. L'utilisation de 2 gènes de référence stables suffit pour une normalisation fiable. Nous avons donc classé et validé Actb, RPL29, RPL13a, HMBS, GAPDH, HPRT1 et 18S comme gènes de référence utilisables dans la corne dorsale pour le modèle SNI chez le rat. Dans le ganglion spinal 18S n'a pas rempli nos critères. Nous avons aussi déterminé que la combinaison de deux gènes de référence stables suffit pour une normalisation précise. Les variations d'expression génique de potentiels gènes d'intérêts dans des conditions expérimentales identiques (SNI, tissu et timepoints post SNI) vont pouvoir se mesurer sur la base d'une normalisation fiable. Non seulement il sera possible d'identifier des régulations potentiellement importantes dans la genèse de la douleur neuropathique mais aussi d'observer les différents phénotypes évoluant au cours du temps après lésion nerveuse.

A-kinase-anchoring protein-Lbc anchors IκB kinase β to support interleukin-6-mediated cardiomyocyte hypertrophy.

In response to stress, the heart undergoes a pathological remodeling process associated with hypertrophy and the reexpression of a fetal gene program that ultimately causes cardiac dysfunction and heart failure. In this study, we show that A-kinase-anchoring protein (AKAP)-Lbc and the inhibitor of NF-κB kinase subunit β (IKKβ) form a transduction complex in cardiomyocytes that controls the production of proinflammatory cytokines mediating cardiomyocyte hypertrophy. In particular, we can show that activation of IKKβ within the AKAP-Lbc complex promotes NF-κB-dependent production of interleukin-6 (IL-6), which in turn enhances fetal gene expression and cardiomyocyte growth. These findings provide a new mechanistic hypothesis explaining how hypertrophic signals are coordinated and conveyed to interleukin-mediated transcriptional reprogramming events in cardiomyocytes.

Study of conformational changes of ASIC1a by voltage-clamp fluorometry

Le fonctionnement du système nerveux est sensible aux variations de la concentration d'acide. Une acidification des tissus peut se produire pendant une activité neuronale intense ou dans des situations physiopathologiques telles que l'inflammation ou les lésions cérébrales. Les canaux ioniques sensibles à l'acide (ASIC) sont activés par acidification et jouent un rôle important dans la détection des changements d'acide. Les ASICs contribuent à la dégénérescence neuronale après une lésion cérébrale, puisque leur inhibition limite la lésion neuronale. L'acidification induite par une inflammation du tissu nerveux conduit à des stimuli de douleur, qui sont détectés par ces canaux. En effet, les toxines qui bloquent spécifiquement les ASICs montrent des effets analgésiques dans des modèles animaux. La structure 3D d'ASIC peut être comparée à une main qui tient une boule entre son pouce et le doigt. Les différents domaines d'ASIC sont appelés doigt, pouce, jointure, boule-ß et paume. Les domaines transmembranaires représentent le poignet de cette main. Mon projet de thèse vise à décrire les mouvements survenant sur ce canal pendant son activité. A cet effet, j'ai utilisé une technique combinée qui permet la mesure des mouvements en temps réel durant l'activité du canal. J'ai montré les réarrangements des domaines extracellulaires pendant l'activité ASIC. Ces mouvements sont transmis au pore du canal, ou ils contrôlent sa fermeture et ouverture. La direction de ces mouvements a été évaluée pour les domaines doigt et jointure, et nous avons montré qu'ils s'éloignent de la boule-ß lors de l'acidification. J'ai également été en mesure de décrire les mouvements qui se produisent dans la poche acidique, une zone qui est considérée comme importante, car elle représente le site de liaison de certaines toxines de venin qui agissent sur les ASICs. J'ai ainsi pu montrer que les domaines doigt et le pouce qui forment la poche acidique se rapprochent l'un de l'autre pendant l'activation du canal. Ces résultats sont en accord avec des observations précédentes réalisées sur les ASICs par d'autres chercheurs. Enfin, cette analyse approfondie permet d'améliorer les connaissances sur le contrôle de l'activité ASIC; de plus, les mécanismes trouvés ici sont probablement partagés entre les canaux de la famille à laquelle appartiennent les ASICs. -- Les acid-sensing ion channels (ASICs) sont des canaux sodiques ouverts par les protons et principalement exprimés dans le système nerveux. Ils sont impliqués dans la détection des protons dans de nombreux états physiologiques et pathologiques comme l'ischémie et la perception de la douleur. La structure cristalline de l'isoforme ASIC1 de poulet a été déterminée dans l'état désensibilisé et ouvert. Les études fonctionnelles indiquent que la protonation des résidus clés dans la boucle extracellulaire déclenche des changements de conformation conduisant à l'ouverture du canal. Cependant, les mécanismes moléculaires qui relient la protonation à l'ouverture et la fermeture du canal n'ont pas encore été clarifiés. Dans cette étude, nous avons utilisé la voltage-clamp fluorimétrie (VCF) pour révéler les mouvements de l'activité associée qui se produisent dans les différents domaines de l'ASICla. Les fluorophores positionnés dans le pouce, la paume, le doigt, l'articulation et dans les domaines de l'entrée du pore extracellulaire ont montré des signaux de VCF liés à des changements de conformation au cours de l'activité du canal. La synchronisation des changements de fluorescence indique une séquence complexe de mouvements en fonction du pH. La cinétique de la fluorescence et des signaux de courant ont été comparés les uns aux autres afin de déterminer si le mouvement détecté par le signal de fluorescence correspond à une transition fonctionnelle définie du canal. Certains des résidus testés se sont révélés être étroitement liés à la désensibilisation du canal ou au rétablissement après la désensibilisation. En outre, nous avons trouvé qu'un tryptophane endogène de la boule-ß diminue le signal de fluorescence des sondes positionnées dans les domaines doigt et jointure. L'augmentation observée de ces signaux indique que ces domaines s'éloignent à une distance à partir de la boucle de la boule-ß. Sur la base de ce principe, nous avons généré des paires Trp-Cys « quencher», dans lequel le Cys est utilisé comme site d'ancrage pour attacher le fluorophore. Ensuite, nous avons évalué les changements de conformation qui se produisent au niveau de la poche acide, une zone importante pour la fonction et la régulation d'ASIC. Les signaux de fluorescence indiquent un mouvement de l'hélice supérieure du pouce vers le doigt et une rotation de la boule-ß dans le sens horaire. L'analyse de la cinétique indique que les mouvements des sous-domaines qui composent la poche acide se produisent pendant la désensibilisation du canal. Mon projet de doctorat représente la première analyse approfondie des changements conformationnels dépendants de l'activité des ASICs et fournit des informations sur les mécanismes de contrôle de l'activité du canal qui sont probablement partagés avec d'autres canaux proches.

Strength and limitations of regulatory T Cells for immunotherapy in transplantation.

In many experimental models, CD4+CD25+Foxp3+ regulatory T cells (nTreg) have been identifi ed as key players in promoting peripheral transplantation (Tx) tolerance. We have been focusing on therapies based on antigen-specifi c nTreg that can control effector T cells (Teff) and prevent allograft rejection. The use of nTreg in immunotherapeutic protocols for solid organ Tx is however limited by their overall low numbers as well as the low precursor frequency of alloantigen cross-reactive nTreg expected to be found in a normal individual. Moreover, although we previously described robust protocols to generate and expand antigen-specifi c nTreg in vitro, the process requires careful selection of highly pure nTreg and cumbersome ex-vivo manipulations, rendering this strategy not easily applicable in clinical solid organ Tx. In this study, we aimed to expand Treg directly in vivo and determine their suppressive function, effi cacy and stability in promoting donor-specifi c tolerance in a stringent murine Tx model. Our data suggest that IL-2-based therapies lead to a signifi cant increase of Treg in vivo. The expanded Treg suppressed Teff proliferation (albeit slightly less effi ciently than nTreg isolated from control mice) and allowed prolonged graft survival of major MHC-mismatched skin grafts in wild-type non-lymphopenic recipients. The expanded Treg alone were however not suffi cient to induce tolerance in stringent experimental conditions. Rapamycin reduced the frequency of Teff but did not impede expansion of Treg. Pro-infl ammatory stimuli hindered the expansion of Treg and resulted in an increase in the frequency of CD4+IFN-γ+ and CD4+IL17+ T cells. We propose that IL-2-based treatments would be an effi cient method for expanding functional Treg in vivo without affecting other immune cell populations, thereby favorably shifting the pool of alloreactive T cells towards regulation in response to an allograft. However, we also highlight some potential limitations of Treg expansion such as concomitant infl ammatory events.

Role of the transcriptional factor C/EBPbeta in free fatty acid-elicited beta-cell failure.

Fatty acids can favour the development of Type 2 diabetes by reducing insulin secretion and inducing apoptosis of pancreatic beta-cells. Here, we show that sustained exposure of the beta-cell line MIN6 or of isolated pancreatic islets to the most abundant circulating fatty acid palmitate increases the level of C/EBPbeta, an insulin transcriptional repressor. In contrast, two unsaturated fatty acids, oleate and linoleate were without effect. The induction of C/EBPbeta elicited by palmitate was prevented by inhibiting the ERK1/2 MAP kinase pathway or by reducing mitochondrial fatty acid oxidation with an inhibitor of Carnitine Palmitoyl Transferase-1. Overexpression of C/EBPbeta mimicked the detrimental effects of palmitate and resulted in a drastic reduction in insulin promoter activity, impairment in the capacity to respond to secretory stimuli and an increase in apoptosis. Our data suggest a potential involvement of C/EBPbeta as mediator of the deleterious effects of unsaturated free fatty acids on beta-cell function.

Mitochondrial reactive oxygen species generation triggers inflammatory response and tissue injury associated with hepatic ischemia-reperfusion: Therapeutic potential of mitochondrially targeted antioxidants.

Mitochondrial reactive oxygen species generation has been implicated in the pathophysiology of ischemia-reperfusion (I/R) injury; however, its exact role and its spatial-temporal relationship with inflammation are elusive. Herein we explore the spatial-temporal relationship of oxidative/nitrative stress and inflammatory response during the course of hepatic I/R and the possible therapeutic potential of mitochondrial-targeted antioxidants, using a mouse model of segmental hepatic ischemia-reperfusion injury. Hepatic I/R was characterized by early (at 2h of reperfusion) mitochondrial injury, decreased complex I activity, increased oxidant generation in the liver or liver mitochondria, and profound hepatocellular injury/dysfunction with acute proinflammatory response (TNF-α, MIP-1α/CCL3, MIP-2/CXCL2) without inflammatory cell infiltration, followed by marked neutrophil infiltration and a more pronounced secondary wave of oxidative/nitrative stress in the liver (starting from 6h of reperfusion and peaking at 24h). Mitochondrially targeted antioxidants, MitoQ or Mito-CP, dose-dependently attenuated I/R-induced liver dysfunction, the early and delayed oxidative and nitrative stress response (HNE/carbonyl adducts, malondialdehyde, 8-OHdG, and 3-nitrotyrosine formation), and mitochondrial and histopathological injury/dysfunction, as well as delayed inflammatory cell infiltration and cell death. Mitochondrially generated oxidants play a central role in triggering the deleterious cascade of events associated with hepatic I/R, which may be targeted by novel antioxidants for therapeutic advantage.

Individualiser la thérapie d'exposition pour le stress post-traumatique: le cas de Caroline

Dans la thérapie de l'état de stress post-traumatique chronique (PTSD), l'Exposition Prolongée (PE) à des stimuli associes à une expérience d'origine traumatique est considérée comme une méthode de traitement de pointe. Notre étude de cas, basée sur l'utilisation du manuel de Foa et Rothbaum (1998), concerne Caroline, une patiente adulte victime d'abus sexuels dans l'enfance, traitée en 40 séances, sur une durée d'une année. En complément, nous avons la technique de l'«Analyse des Plans» de Caspar (1995, 2007) pour la formulation de cas individualisée et la planification du traitement, selon le concept de Caspar de la Relation Thérapeutique Orientée sur les Motifs (MOTR). Le traitement a été très efficace, comme l'attestent les mesures quantitatives standardisées, les changements dans les schémas de comportements, ainsi que son compte rendu subjectif. Une analyse du processus thérapeutique illustre l'importance d'une combinaison de procédures basées sur un manuel avec des formulations et interventions de cas individuels. Le cas est discute dans le contexte de l'amélioration du traitement cognitivo-comportemental du PTSD.

PPAR beta a player in astrocyte metabolism and morphology

AbstractPPARP is a nuclear receptor responding in vivo to several free fatty acids, and implicated in cell metabolism, differentiation and survival. PPARp is ubiquitously expressed but shows high expression in the developing and adult brain. PPARp is expressed in different cell types such as neurons and astrocytes, where it might play a role in metabolism. To study this nuclear receptor the laboratory engineered a PPARP -/- mouse model. The aim of my PhD was to dissect the role of PPARP in astrocytes.Experiments in primary culture revealed that cortical astrocytes from PPARP -/- mouse have an impaired energetic metabolism. Unstimulated PPARP -/- astrocytes exhibit a 30% diminution in glucose uptake, correlating to a 30% decrease in lactate release and intracellular glucose. After acute stimulation by D- aspartate mimicking glutamate exposure, both WT and -/- astrocytes up-regulate their metabolism to respond to the increasing energy needed (ATP) for glutamate uptake. According to the Astrocyte Neuron Lactate Shuttle Hypothesis (ANLSH), the ratio between glucose uptake/ lactate release is 1. However, stimulated PPARp -/- astrocytes display a higher increase in lactate release than glucose uptake which remains lower than in WT. The extra glucose equivalents could come from the degradation of intra cellular glycogen stores, which indeed decrease in PPARP -/- cells upon stimulation. Lower glucose metabolism correlates with a decreased acute glutamate uptake in PPARP -/- astrocytes. Reciprocally, we also observed an increase of glutamate uptake and ATP production after treatment of WT astrocytes with a PPARp agonist. Glutamate transporter protein expression is not affected. However, their trafficking and localization might be altered as PPARp -/- astrocytes have higher cholesterol levels, which may also affect proper transporter structure in the membrane.Metabolism, transporter localization and cholesterol levels are respectively linked to cell mobility, cell cytoskeleton and cellular membrane composition. All three functions are important in astrocytes to in vivo acquire star shaped morphology, in a process known as stellation. PPARP -/- astrocytes showed an impaired acquired stellation in presence of neurons or chemical stimuli, as well as more actin stress fibers and cell adhesion structures. While non stellation of astrocytes is mainly an in vitro phenomenon, it reveals PPARp -/- primary astrocytes inability to respond to different exterior stimuli. These morphological phenotypes correlate with a slower migration in cell culture wound healing assays.This thesis work demonstrates that PPARp is implicated in cortical astrocyte glucose metabolism. PPARp absence leads to an unusual intracellular glycogen use. Added to the effect on acute glutamate uptake and astrocyte migration, PPARp could be an interesting target for neuroprotection therapies.RésuméPPARP est un récepteur nucléaire qui a pour ligands naturels certains acides gras libres. Il est impliqué dans le métabolisme, la différentiation et la survie des cellules. PPARP est ubiquitaire, et a une expression élevée dans le cerveau en développement ainsi qu'adulte. PPARp est exprimé dans différents types cellulaires tels que les neurones et les astrocytes, où il régule potentiellement leurs métabolismes. Pour étudier ce récepteur nucléaire, le laboratoire a créé un modèle de souris PPARp -/-. L'objectif de ma thèse est de comprendre le rôle de PPARp dans les astrocytes.Les expériences montrent un défaut du métabolisme énergétique dans les astrocytes corticaux primaires tirés de souris PPARp -/-. Sans stimulation, l'entrée du glucose dans les astrocytes PPARP -/- est diminuée de 30% ce qui correspond à une diminution de 30% du relargage du lactate. Après stimulation par du D-Aspartate qui mime une exposition au glutamate, les astrocytes WT et -/- augmentent leur métabolisme en réponse à la demande accrue en énergie (ATP) due à l'entrée du glutamate. D'après l'Astrocyte Neuron Lactate Shuttle Hypothesis (ANLSH), le ratio entre le glucose entrant et le lactate sortant est de 1. Cependant le relargage du lactate dans les astrocytes PPARP-/- est plus élevé que l'entrée du glucose. L'apport supplémentaire de glucose transformé en lactate pourrait provenir de la dégradation des stocks de glycogène intracellulaire, qui sont partiellement diminués après stimulation dans les cellules PPARP -/-. Un métabolisme plus faible du glucose corrèle avec une réduction de l'import du glutamate dans les astrocytes PPARp -/-. Réciproquement, nous observons une augmentation de l'import du glutamate et de la production d'ATP après traitement avec l'agoniste pour PPARp. Bien que l'expression des transporteurs de glutamate ne soit pas affectée, nous ne pouvons pas exclure que leur localisation et leur structure soient altérées du fait du niveau élevé de cholestérol dans les astrocytes PPARp -/-.Le métabolisme, la localisation des transporteurs et le niveau de cholestérol sont tous liés au cytosquelette, à la mobilité, et à la composition des membranes cellulaires. Toutes ces fonctions sont importantes pour les astrocytes pour acquérir leur morphologie in vivo. Les astrocytes PPARP -/- présentent un défaut de stellation, aussi bien en présence de neurones que de stimuli chimiques, ainsi qu'un plus grand nombre de fibres de stress (actine) et de structures d'adhésion cellulaire. Bien que les astrocytes non stellaires soient principalement observés in vitro, le défaut de stellation des astrocytes primaires PPARp -/- indique une incapacité à répondre aux différents stimuli extérieurs. Ces phénotypes morphologiques corrèlent avec une migration plus lente en cas de lésion de la culture.Ce travail de thèse a permis de démontrer l'implication de PPARP dans le métabolisme du glucose des astrocytes corticaux. L'absence de ce récepteur nucléaire amène à l'utilisation du glucose intracellulaire, auquel s'ajoutent les effets sur l'import du glutamate et la migration des astrocytes. PPARp aurait des effets neuroprotecteurs, et de ce fait pourrait être utilisé à des fins thérapeutiques.

TRADD protein is an essential component of the RIG-like helicase antiviral pathway

Upon detection of viral RNA, the helicases RIG-I and/or MDA5 trigger, via their adaptor Cardif (also known as IPS-1, MAVS, or VISA), the activation of the transcription factors NF-kappaB and IRF3, which collaborate to induce an antiviral type I interferon (IFN) response. FADD and RIP1, known as mediators of death-receptor signaling, are implicated in this antiviral pathway; however, the link between death-receptor and antiviral signaling is not known. Here we showed that TRADD, a crucial adaptor of tumor necrosis factor receptor (TNFRI), was important in RIG-like helicase (RLH)-mediated signal transduction. TRADD is recruited to Cardif and orchestrated complex formation with the E3 ubiquitin ligase TRAF3 and TANK and with FADD and RIP1, leading to the activation of IRF3 and NF-kappaB. Loss of TRADD prevented Cardif-dependent activation of IFN-beta, reduced the production of IFN-beta in response to RNA viruses, and enhanced vesicular stomatitis virus replication. Thus, TRADD is not only an essential component of proinflammatory TNFRI signaling, but is also required for RLH-Cardif-dependent antiviral immune responses

Interhemispheric coupling between the posterior sylvian regions impacts successful auditory temporal order judgment

Introduction: Accurate registration of the relative timing between the occurrence of sensory events on a sub-second time scale is crucial for both sensory-motor and cognitive functions (Mauk and Buonomano, 2004; Habib, 2000). Support for this assumption comes notably from evidence that temporal processing impairments are implicated in a range of neurological and psychiatric conditions (e.g. Buhusi & Meck, 2005). For instance, deficits in fast auditory temporal integration have been regularly put forward as resulting in phonologic discrimination impairments at the basis of speech comprehension deficits characterizing e.g. dyslexia (Habib, 2000). At least two aspects of the brain mechanisms of temporal order judgment remain unknown. First, it is unknown when during the course of stimulus processing a temporal ,,stamp‟ is established to guide TOJ perception. Second, the extent of interplay between the cerebral hemispheres in engendering accurate TOJ performance is unresolved Methods: We investigated the spatiotemporal brain dynamics of auditory temporal order judgment (aTOJ) using electrical neuroimaging analyses of auditory evoked potentials (AEPs) recorded while participants completed a near-threshold task requiring spatial discrimination of left-right and right-left sound sequences. Results: AEPs to sound pairs modulated topographically as a function of aTOJ accuracy over the 39-77ms post-stimulus period, indicating the engagement of distinct configurations of brain networks during early auditory processing stages. Source estimations revealed that accurate and inaccurate performance were linked to bilateral posterior sylvian regions activity (PSR). However, activity within left, but not right, PSR predicted behavioral performance suggesting that left PSR activity during early encoding phases of pairs of auditory spatial stimuli appears critical for the perception of their order of occurrence. Correlation analyses of source estimations further revealed that activity between left and right PSR was significantly correlated in the inaccurate but not accurate condition, indicating that aTOJ accuracy depends on the functional de-coupling between homotopic PSR areas. Conclusions: These results support a model of temporal order processing wherein behaviorally relevant temporal information - i.e. a temporal 'stamp'- is extracted within the early stages of cortical processes within left PSR but critically modulated by inputs from right PSR. We discuss our results with regard to current models of temporal of temporal order processing, namely gating and latency mechanisms.