The effects of administration of a nuclear factor kappa-B inhibitor on pulmonary endothelial dysfunction after cardiopulmonary bypass: impact on oxygenation and hemodynamics and development of therapeutic and preventive modalities in a porcine model

Introduction: La circulation extracorporelle (CEC) peut entraîner une dysfonction endothéliale pulmonaire et l’hypertension pulmonaire. Le SN50 agit au niveau de la signalisation cellulaire pour prévenir ces réactions à la CEC et pourrait renverser la dysfonction endothéliale pulmonaire post-CEC sans effets néfastes sur l’hémodynamie. Méthodes: Quatre groups de porcs ont reçu un parmi quatre traîtements avant de subir 90 minutes de CEC et 60 minutes de reperfusion: (1) milrinone nébulisé; (2) sildenafil nébulisé; (3) placebo nébulisé; et (4) SN-50 intraveineux. Un monitoring hémodynamique invasif a été utilisé. La réactivité vasculaire des artères pulmonaires de deuxième ordre a été évaluée face à l’acétylcholine et la bradykinine. Résultats: Le sildénafil produit une augmentation significative de la pression de l’artère pulmonaire (PAP) moyenne à 60 minutes de reperfusion par rapport au début de la chirurgie. Les relaxations dépendantes de l’endothélium face à la bradykinine étaient meilleurs dans les groupes milrinone et SN-50 et surtout dans le groupe sildénafil par rapport au groupe placébo. Le SN-50 produisait de moins bonnes relaxations dépendantes de l’endothélium face à l’acétylcholine que les autres traitements incluant placébo. Conclusion: Le sildénafil prévient mieux la dysfonction endothéliale pulmonaire que les autres traitements. Les bénéfices du SN-50 sont possiblement sous-estimés vu que la dose n’a pas pu être ajustée à la durée de CEC. Le sildenafil inhalé mérite une étude plus importante chez l’humain et le SN-50 dans un model de CEC animal.

Régulation de la lipoprotéine lipase macrophagique et de LOX-1 par des facteurs métaboliques. Implications dans l’athérosclérose associée au diabète de type 2.

Les maladies cardiovasculaires (MCV) sont la principale cause de décès dans les pays occidentaux et constituent la principale complication associée au diabète. La lipoprotéine lipase (LPL) est une enzyme clé du métabolisme des lipides et est responsable de l'hydrolyse des lipoprotéines riches en triglycérides (TG). Plusieurs études ont démontré que la LPL sécrétée par les macrophages dans la paroi artérielle est pro-athérogénique. La dysfonction endothéliale caractérise les stades précoces du processus athérosclérotique. Il a été observé qu’un récepteur nouvellement identifié des lipoprotéines de basse densité oxydées (LDLox), le récepteur de type lectine des LDLox (LOX-1), est fortement exprimé dans les lésions athérosclérotiques humaines et dans l’aorte de rats diabétiques, suggérant un rôle clé de LOX-1 dans la pathogénèse de l’athérosclérose diabétique. Au vu du rôle potentiel de la LPL macrophagique et du LOX-1 dans l’athérosclérose associée au diabète de type 2, nous avons évalué la régulation de ces deux molécules pro-athérogéniques par des facteurs métaboliques et inflammatoires augmentés dans le diabète, soit la leptine, l’acide linoléique (LA) et la protéine C-réactive (CRP). Nos résultats démontrent que : 1) Dans les cellules endothéliales aortiques humaines (HAECs), LA augmente l’expression protéique de LOX-1 de façon temps- et dose-dépendante; 2) La pré-incubation de HAECs avec des antioxydants et des inhibiteurs de la NADPH oxydase, de la protéine kinase C (PKC) et du facteur nucléaire-kappa B (NF-kB), inhibe l’effet stimulant de LA sur l’expression protéique de LOX-1; 3) Dans les HAECs traitées avec LA, on observe une augmentation d’expression des isoformes classiques de la PKC; 4) LA augmente de manière significative l’expression génique de LOX-1 ainsi que la liaison des protéines nucléaires extraites des HAECs à la séquence régulatrice NF-kB présente dans le promoteur du gène de LOX-1; 5) LA augmente, via LOX-1, la captation des LDLox par les cellules endothéliales. Pris dans leur ensemble, ces résultats démontrent que LA augmente l’expression endothéliale de LOX-1 in vitro et appuient le rôle clé de LA dans la dysfonction endothéliale associée au diabète. Au vu de nos études antérieures démontrant qu’une expression accrue de LPL macrophagique chez les patients diabétiques de type 2 et que l’augmentation de facteurs métaboliques dans cette maladie, soit l’homocystéine (Hcys), les acides gras et les produits terminaux de glycation (AGE), accroissent l’expression de la LPL macrophagique, nous avons par la suite déterminé l’effet, in vitro, de deux autres facteurs métaboliques et inflammatoires surexprimés dans le diabète, soit la leptine et la CRP, sur l’expression de la LPL macrophagique. Les concentrations plasmatiques de leptine sont élevées chez les patients diabétiques et sont associées à un accroissement des risques cardiovasculaires. Nous avons démontré que : 1) Dans les macrophages humains, la leptine augmente l’expression de la LPL, tant au niveau génique que protéique; 2) L’effet stimulant de la leptine sur la LPL est aboli par la pré-incubation avec un anticorps dirigé contre les récepteurs à la leptine (Ob-R), des inhibiteurs de la PKC et des antioxydants; 3) La leptine augmente l’expression membranaire des isoformes classiques de la PKC et la diminution de l’expression endogène de la PKC, abolit l’effet de la leptine sur l’expression de la LPL macrophagique; 4) Dans les macrophages murins, la leptine augmente le taux de synthèse de la LPL et augmente la liaison de protéines nucléaires à la séquence protéine activée-1 (AP-1) du promoteur du gène de la LPL. Ces observations supportent la possibilité que la leptine puisse représenter un facteur stimulant de la LPL macrophagique dans le diabète. Finalement, nous avons déterminé, in vitro, l’effet de la CRP sur l’expression de la LPL macrophagique. La CRP est une molécule inflammatoire et un puissant prédicteur d’événements cardiovasculaires. Des concentrations élevées de CRP sérique sont documentées chez les patients diabétiques de type 2. Nous avons démontré que : 1) Dans les macrophages humains, la CRP augmente l’expression de la LPL au niveau génique et protéique et la liaison de la CRP aux récepteurs CD32 est nécessaire pour médier ses effets; 2) La pré-incubation de macrophages humains avec des antioxydants, des inhibiteurs de la PKC et de la protéine kinase mitogénique activée (MAPK), prévient l’induction de la LPL par la CRP; 3) La CRP augmente l’activité de la LPL, la génération intracellulaire d’espèces radicalaires oxygénées (ROS), l’expression d’isoformes classiques de la PKC et la phosphorylation des kinases extracellulaires régulées 1/2 (ERK 1/2); 4) Les macrophages murins traités avec la CRP démontrent une augmentation de la liaison des protéines nucléaires à la séquence AP-1 du promoteur du gène de la LPL. Ces données suggèrent que la LPL puisse représenter un nouveau facteur médiant les effets délétères de la CRP dans la vasculopathie diabétique. Dans l’ensemble nos études démontrent le rôle clé de facteurs métaboliques et inflammatoires dans la régulation vasculaire de la LPL et du LOX-1 dans le diabète. Nos données suggèrent que la LPL et le LOX-1 puissent représenter des contributeurs clé de l’athérogénèse accélérée associée au diabète chez l’humain. Mots-clés : athérosclérose, maladies cardiovasculaires, diabète de type 2, macrophage, LPL, cellules endothéliales, LOX-1, stress oxydatif, leptine, LA, CRP.

Régulation de protéine C-réactive vasculaire dans le diabète de type 2

Les maladies cardiovasculaires sont la principale cause de mortalité dans les pays occidentaux et représentent une complication majeure du syndrome métabolique. Il est maintenant largement admis que l’athérosclérose est une maladie inflammatoire chronique et que l’inflammation joue un rôle pathogénique majeur dans l’initiation et la progression de la maladie athéromateuse. Il a été démontré qu’une augmentation des niveaux sériques de la protéine c-réactive (CRP), une protéine de la phase aigüe et un important constituant de la réponse immunitaire de type inné, est associée à un risque cardiovasculaire accru. Ainsi, il a été documenté qu’une augmentation de CRP, tant chez les sujets sains que chez les sujets diabétiques, était associée à une augmentation du risque de morbidité et de mortalité cardiovasculaires. De multiples évidences suggèrent que la CRP puisse non seulement constituer un marqueur de risque des maladies cardiovasculaires mais aussi représenter un facteur pro-athérogénique direct. La dysfonction endothéliale représente un des stades les plus précoces du processus athérosclérotique et un rôle de la CRP dans la pathogenèse de la dysfonction endothéliale est postulé. Outre son origine systémique, la CRP est produite dans la lésion athérosclérotique et par diverses cellules vasculaires, dont les cellules endothéliales. Afin d’élucider le rôle de la CRP vasculaire dans l’altération de la fonction endothéliale associée au syndrome métabolique, nous avons étudié la régulation de l’expression endothéliale de la CRP par les acides gras libres (AGL) et le rôle de la CRP endothéliale dans l’inhibition de la synthèse d’oxyde nitrique (NO) par les AGL. Nos résultats démontrent que :1) l’acide palmitique (PA) induit l’expression génique de CRP au niveau de cellules endothéliales aortiques humaines (HAECs) en culture et, augmente, de manière dose-dépendante, l’expression protéique de la CRP; 2) La pré-incubation des HAECs avec des antioxydants et des inhibiteurs de la i) protéine kinase C (PKC), ii) du facteur nucléaire-kappa B, iii) des Janus kinases et des protéines de transduction et de régulation de la transcription et iv) des protéines kinases activées par les mitogènes prévient l’effet stimulant du PA sur l’expression protéique et génique de la CRP; 3) Le traitement des HAECs par le PA induit une augmentation de la production des espèces réactives oxygénées, un effet prévenu par les inhibiteurs de la PKC et par l’AICAR(5-amino-4-imidazole carboxamide 1-β-D-ribofuranoside), un activateur de la protéine kinase activée par l’AMP; 4) L’incubation des HAECs en présence de PA résulte enfin en une diminution de la production basale endothéliale de NO, un effet abrogé par la préincubation de ces cellules avec un anticorps anti-CRP. Dans l’ensemble, ces données démontrent un effet stimulant du PA sur l’expression de la CRP endothéliale via l’activation de kinases et de facteurs de transcription sensibles au stress oxydatif. Ils suggèrent en outre un rôle de la CRP dans la dysfonction endothéliale induite par les AGL.

L’inhibition des cytochromes P450 dans les cas d’insuffisance rénale chronique : rôle de l’hormone parathyroïdienne.

L’insuffisance rénale chronique (IRC) est associée à une réduction du métabolisme de plusieurs médicaments, due à une diminution du cytochrome P450 (CYP450) hépatique. Nos études précédentes ont montré que l’IRC affecte l’activité in vivo et in vitro, de même que l’expression protéique et génique des différents isoformes du CYP450, via la présence du sérum urémique et de l’hormone parathyroïdienne (PTH). Ce projet de doctorat se divise en quatre parties. Premièrement, nous avons développé une méthode d’analyse de l’activité du CYP450, à l’aide de la production du 3-hydroxy-5,5-dimethyl-4-[4-(methylsulfonyl)phenyl] furan-2(5H)-one (DFH) à partir du 3-[(3,4-difluorobenzyl)oxy]-5,5-dimethyl-4-[4-methylsulfonyl)phenyl] furan-2(5H)-one (DFB). Cette méthode nous a permis de mieux quantifier l’activité dans les études subséquentes. Deuxièmement, l’activité du CYP450 3A est diminuée chez les patients atteints d’IRC. De plus, il a déjà été démontré que des toxines urémiques dialysables seraient impliquées puisque l’hémodialyse prévient cette inhibition du CYP450. Par contre, le mécanisme expliquant l’amélioration transitoire la composition du sérum de patients atteints d’IRC par l’hémodialyse n’est pas connu. L’objectif du projet est d’évaluer l’effet de l’hémodialyse sur l’expression protéique et génique, de même que sur l’activité du CYP450 3A2 dans un modèle d’hépatocytes de rat en culture. Troisièmement, la déficience en calcidiol est fréquente dans les cas d’IRC et l’étiologie est peu connue. Nous avons récemment montré que l’IRC est associée à une diminution du métabolisme des médicaments par le foie suite à une réduction des différents isoformes du CYP450 en partie médiée par l’hormone parathyroïdienne (PTH). La 25-hydroxylation de la vitamine D, au niveau du foie, permet la formation du calcidiol par différents isoformes du CYP450 (CYP2C11, 27A1, 2R1, 3A2 et 2J3) et pourrait être ainsi altérée en présence d’IRC. Les objectifs de cette étude sont de a) confirmer la diminution de synthèse de calcidiol en présence d’IRC et b) évaluer le rôle de la PTH dans la déficience en calcidiol. Finalement, afin de mieux comprendre les inhibitions du CYP450, nous avons étudié les voies de signalisation impliquées dans la régulation du CYP450 en présence d’IRC et avec la PTH puisque les mécanismes d’action demeurent imprécis. La contribution des facteurs de transcription et des récepteurs nucléaires suivants est étudiée ; le récepteur pregnane X (PXR), le récepteur constitutif androstane (CAR) et le facteur nucléaire kappa B (NF-κB), puisqu’ils sont potentiellement activés par le récepteur de la PTH et ces molécules ont été précédemment impliqués dans la régulation du CYP450. Les résultats obtenus montrent que l’hémodialyse des patients atteints d’IRC améliore transitoirement l’expression du CYP450 lorsque des hépatocytes sont mis en culture avec du sérum provenant de ces patients. Aussi, la 25-hydroxylation de la vitamine D est affectée par l’IRC. Les voies de signalisation du NF-κB et les facteurs nucléaires PXR et CAR sont impliqués dans l’inhibition du CYP450. En conclusion, l’IRC affecte, non seulement le métabolisme des médicaments mais aussi l’hydroxylation de la vitamine D, un des rôles endogènes effectués par le CYP450. Ces études nous permettent de mieux comprendre les effets de l’IRC afin de mieux cibler les traitements de choix pour les patients qui en sont atteints.

Implication de la voie alternative NF-kappa B dans le cancer de la prostate

Le cancer de la prostate (CaP) est le plus diagnostiqué chez les hommes au Canada et représente le troisième cancer le plus meurtrier au sein de cette population. Malgré l’efficacité des traitements de première ligne, de nombreux patients finiront par développer une résistance et, le cas échéant, verront leur CaP progresser vers une forme plus agressive. Plusieurs paramètres, essentiellement cliniques, permettent de prédire la progression du CaP mais leur sensibilité, encore limitée, implique la nécessité de nouveaux biomarqueurs afin de combler cette lacune. Dans cette optique nous nous intéressons au facteur de transcription NF-κB. Des études réalisées au laboratoire et ailleurs, associent RelA(p65) à un potentiel clinique dans le CaP, soulignant ainsi l’importance de la voie classique NF-κB. L’implication de la voie alternative NF-κB dans la progression du CaP a aussi été suggérée dans une de nos études illustrant la corrélation entre la distribution nucléaire de RelB et le score de Gleason. Alors que la voie classique est largement documentée et son implication dans la progression du CaP établie, la voie alternative, elle, reste à explorer. La présente thèse vise à clarifier l’implication de la voie alternative NF-κB dans le CaP et répond à deux objectifs fixés dans ce but. Le premier objectif fut d’évaluer l’impact de l'activation de la voie alternative NF-κB sur la biologie des cellules cancéreuses prostatiques. L’étude de la surexpression de RelB a souligné les effets de la voie alternative NF-κB sur la prolifération et l'autophagie. Étant ainsi impliquée tant dans la croissance tumorale que dans un processus de plus en plus associée à la progression tumorale, quoique potentiellement létal pour les cellules cancéreuses, son impact sur la tumorigénèse du CaP reste encore difficile à définir. Il n'existe, à ce jour, aucune étude permettant de comparer le potentiel clinique des voies classique et alternative NF-κB. Le second objectif de ce projet fut donc l'analyse conjointe de RelA(p65) et RelB au sein de mêmes tissus de patients atteints de CaP afin de déterminer l'importance clinique des deux signalisations NF-κB, l'une par rapport à l'autre. Le marquage immunofluorescent de RelA(p65) et RelB en a permis l'analyse quantitative et objective par un logiciel d'imagerie. Nos travaux ont confirmé le potentiel clinique associé à RelA(p65). La variable RelA(p65)/RelB s’est, elle, avérée moins informative que RelA(p65). Par contre, aucune corrélation entre RelB et les paramètres cliniques inclus dans l'étude n’est ressortie. En définitive, mon projet de thèse aura permis de préciser l'implication de la voie alternative NF-κB sur la biologie du CaP. Son impact sur la croissance des cellules cancéreuses prostatiques ainsi que sur l'autophagie, dénote l’ambivalence de la voie alternative NF-κB face à la tumorigénèse du CaP. L’étude exhaustive de la signalisation NF-κB souligne davantage l'importance de la voie classique dont l’intérêt clinique est principalement associé au statut de RelA(p65). Ainsi, bien que RelB n’affiche aucun potentiel en tant que biomarqueur exploitable en clinique, l’analyse de l’intervention de la voie alternative NF-κB sur la biologie des cellules cancéreuses prostatiques reste d’intérêt pour la compréhension de son rôle exact dans la progression du CaP.

Understanding the transcriptional control of EIF4E and its dysregulation in acute myeloid leukemia: role of NF-κB

EIF4E, le facteur d’initiation de la traduction chez les eucaryotes est un oncogène puissant et qui se trouve induit dans plusieurs types de cancers, parmi lesquels les sous-types M4 et M5 de la leucémie aiguë myéloblastique (LAM). EIF4E est régulé à plusieurs niveaux cependant, la régulation transcriptionnelle de ce gène est peu connue. Mes résultats montrent que EIF4E est une cible transcriptionnelle directe du facteur nucléaire « kappa-light- chain- enhancer of activated B cells » (NF-κB).Dans les cellules hématopoïétiques primaires et les lignées cellulaires, les niveaux de EIF4E sont induits par des inducteurs de NF-κB. En effet, l’inactivation pharmaceutique ou génétique de NF-κB réprime l’activation de EIF4E. En effet, suite à l’activation de NF-κB chez l’humain, le promoteur endogène de EIF4E recrute p65 (RelA) et c-Rel aux sites évolutionnaires conservés κB in vitro et in vivo en même temps que p300 ainsi que la forme phosphorylée de Pol II. De plus, p65 est sélectivement associé au promoteur de EIF4E dans les sous-types LAM M4/M5 mais non pas dans les autres sous-types LAM ou dans les cellules hématopoïétiques primaires normales. Ceci indique que ce processus représente un facteur essentiel qui détermine l’expression différentielle de EIF4E dans la LAM. Les analyses de données d’expressions par séquençage de l’ARN provenant du « Cancer Genome Atlas » (TCGA) suggèrent que les niveaux d’ARNm de EIF4E et RELA se trouvent augmentés dans les cas LAM à pronostic intermédiaire ou faible mais non pas dans les groupes cytogénétiquement favorables. De plus, des niveaux élevés d’ARNm de EIF4E et RELA sont significativement associés avec un taux de survie relativement bas chez les patients. En effet, les sites uniques κB se trouvant dans le promoteur de EIF4E recrutent le régulateur de transcription NF-κB p65 dans 47 nouvelles cibles prévues. Finalement, 6 nouveaux facteurs de transcription potentiellement impliqués dans la régulation du gène EIF4E ont été prédits par des analyses de données ChIP-Seq provenant de l’encyclopédie des éléments d’ADN (ENCODE). Collectivement, ces résultats fournissent de nouveaux aperçus sur le control transcriptionnel de EIF4E et offrent une nouvelle base moléculaire pour sa dérégulation dans au moins un sous-groupe de spécimens de LAM. L’étude et la compréhension de ce niveau de régulation dans le contexte de spécimens de patients s’avère important pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant l’expression du gène EIF4E moyennant des inhibiteurs de NF-κB en combinaison avec la ribavirine.

Factor (NF) kappa B polymorphism is associated with heart function in patients with heart failure

Background: Cardiac remodeling is generally an adverse sign and is associated with heart failure (HF) progression. NFkB, an important transcription factor involved in many cell survival pathways, has been implicated in the remodeling process, but its role in the heart is still controversial. Recently, a promoter polymorphism associated with a lesser activation of the NFKB1 gene was also associated with Dilated Cardiomyopathy. The purpose of this study was to evaluate the association of this polymorphism with clinical and functional characteristics of heart failure patients of different etiologies. Methods: A total of 493 patients with HF and 916 individuals from a cohort of individuals from the general population were investigated. The NFKB1-94 insertion/deletion ATTG polymorphism was genotyped by High Resolution Melt discrimination. Allele and genotype frequencies were compared between groups. In addition, frequencies or mean values of different phenotypes associated with cardiovascular disease were compared between genotype groups. Finally, patients were prospectively followed-up for death incidence and genotypes for the polymorphism were compared regarding disease onset and mortality incidence in HF patients. Results: We did not find differences in genotype and allelic frequencies between cases and controls. Interestingly, we found an association between the ATTG(1)/ATTG(1) genotype with right ventricle diameter (P = 0.001), left ventricle diastolic diameter (P = 0.04), and ejection fraction (EF) (P = 0.016), being the genotype ATTG(1)/ATTG(1) more frequent in patients with EF lower than 50% (P = 0.01). Finally, we observed a significantly earlier disease onset in ATTG(1)/ATTG(1) carriers. Conclusion: There is no genotype or allelic association between the studied polymorphism and the occurrence of HF in the tested population. However, our data suggest that a diminished activation of NFKB1, previously associated with the ATTG(1)/ATTG(1) genotype, may act modulating on the onset of disease and, once the individual has HF, the genotype may modulate disease severity by increasing cardiac remodeling and function deterioration.

Increased Levels of NOTCH1, NF-kappa B, and Other Interconnected Transcription Factors Characterize Primitive Sets of Hematopoietic Stem Cells

As previously shown, higher levels of NOTCH1 and increased NF-kappa B signaling is a distinctive feature of the more primitive umbilical cord blood (UCB) CD34+ hematopoietic stem cells (HSCs), as compared to bone marrow ( BM). Differences between BM and UCB cell composition also account for this finding. The CD133 marker defines a more primitive cell subset among CD34+ HSC with a proposed hemangioblast potential. To further evaluate the molecular basis related to the more primitive characteristics of UCB and CD133+ HSC, immunomagnetically purified human CD34+ and CD133+ cells from BM and UCB were used on gene expression microarrays studies. UCB CD34+ cells contained a significantly higher proportion of CD133+ cells than BM (70% and 40%, respectively). Cluster analysis showed that BM CD133+ cells grouped with the UCB cells ( CD133+ and CD34+) rather than to BM CD34+ cells. Compared with CD34+ cells, CD133+ had a higher expression of many transcription factors (TFs). Promoter analysis on all these TF genes revealed a significantly higher frequency ( than expected by chance) of NF-kappa B-binding sites (BS), including potentially novel NF-kappa B targets such as RUNX1, GATA3, and USF1. Selected transcripts of TF related to primitive hematopoiesis and self-renewal, such as RUNX1, GATA3, USF1, TAL1, HOXA9, HOXB4, NOTCH1, RELB, and NFKB2 were evaluated by real-time PCR and were all significantly positively correlated. Taken together, our data indicate the existence of an interconnected transcriptional network characterized by higher levels of NOTCH1, NF-kappa B, and other important TFs on more primitive HSC sets.

Expression of eight genes of nuclear factor-kappa B pathway in multiple myeloma using bone marrow aspirates obtained at diagnosis

Purpose: To evaluate the expression of NF-kappa B pathway genes in total bone marrow samples obtained from MM at diagnosis using real-time quantitative PCR and to evaluate its possible correlation with disease clinical features and survival. Material and methods: Expression of eight genes related to NF-kappa B pathway (NFKB1, IKB, RANK, RANKL, OPG, IL6, VCAM1 and ICAM1) were studied in 53 bone marrow samples from newly diagnosed MM patients and in seven normal controls, using the Taqman system. Genes were considered overexpressed when tumor expression level was at least four times higher than that observed in normal samples. Results: The percentages of overexpression of the eight genes were: NFKB1 0%, IKB 22.6%, RANK 15.1%, RANKL 31.3%, OPG 7.5%, IL6 39.6%, VCAM1 10% and ICAM1 26%. We found association between IL6 expression level and International Staging System (ISS) (p = 0.01), meaning that MM patients with high ISS scores have more chance of overexpression of IL6. The mean value of ICAM1 relative expression was also associated with the ISS score (p = 0.02). Regarding OS, cases with IL6 overexpression present worse evolution than cases with IL6 normal expression (p = 0.04). Conclusion: We demonstrated that total bone marrow aspirates can be used as a source of material for gene expression studies in MM. In this context, we confirmed that IL6 overexpression was significantly associated with worse survival and we described that it is associated with high ISS scores. Also, ICAM1 was overexpressed in 26% of cases and its level was associated with ISS scores.

Leukotriene B(4) amplifies NF-kappa B activation in mouse macrophages by reducing SOCS1 inhibition of MyD88 expression

Activation of NF-kappa B and 5-lipoxygenase-mediated (5-LO-mediated) biosynthesis of the lipid mediator leukotriene B(4) (LTB(4)) are pivotal components of host defense and inflammatory responses. However, the role of LTB(4) in mediating innate immune responses elicited by specific TLR ligands and cytokines is unknown. Here we have shown that responses dependent on MyD88 (an adaptor protein that mediates signaling through all of the known TLRs, except TLR3, as well as IL-1 beta and IL-18) are reduced in mice lacking either 5-LO or the LTB(4) receptor BTL1, and that macrophages from these mice are impaired in MyD88-dependent activation of NF-kappa B. This macrophage defect was associated with lower basal and inducible expression of MyD88 and reflected impaired activation of STAT1 and overexpression of the STAT1 inhibitor SOCS1. Expression of MyD88 and responsiveness to the TLR4 ligand LPS were decreased by Stat1 siRNA silencing in WT macrophages and restored by Socs1 siRNA in 5-LO-deficient macrophages. These results uncover a pivotal role in macrophages for the GPCR BLT1 in regulating activation of NF-kappa B through Stat1-dependent expression of MyD88.

Persistent and remodeling hepatic preneoplastic lesions present differences in cell proliferation and apoptosis, as well as in p53, BcI-2 and NF-kappa B pathways

During rat hepatocarcinogenesis preneoplastic lesions (PNL) emerge which may persist (pPNL) and be sites of progress to cancer or suffer remodeling (rPNL) tending to disappear. Cellular and molecular mechanisms involved in both phenotypes are not sufficiently elucidated. pPNL and rPNL cellular proliferation and apoptosis were evaluated in rats submitted to the resistant hepatocyte (RH) model, and an adjusted growth index (AGI) was established. p53, Bcl-2, and NF-kappa B p65 subunit expression was evaluated by immunohistochemistry in pPNL and rPNL. p65 expression and NF-kappa B activation was evaluated by Western blot assays in whole livers. A lower number of BrdU-stained hepatocyte nuclei/mm(2) and higher number of apoptotic bodies (AB) per mm(2) were observed in remodeling compared to pPNL. Cytoplasmic p53 accumulation is related to increased hepatocarcinoma malignancy. We observed that 71.3% pPNL and 25.4% rPNL (P < 0.05) presented p53 staining in the cytoplasm. Similarly, 67.7% pPNL and 23.1 % rPNL (P < 0.05) presented increased Bcl-2 staining. Thirty-two percent pPNL and 15.6% rPNL (P < 0.05) presented p65 staining. Compared to normal rats, increase (P < 0.05) of hepatic p65 expression and NF-kappa B activation in rats submitted to the RH model was observed. in agreement to previous studies hepatic pPNL and rPNL differ regarding cell proliferation and apoptosis. Moreover, persistence and remodeling involve differences in p53, Bcl-2, and NF-kappa B pathways. These data point to molecular pathways that may direct preneoplastic lesions to spontaneously regress or to progress to cancer.

Quercetin inhibits UV irradiation-induced inflammatory cytokine production in primary human keratinocytes by suppressing NF-kappa B pathway

Background: Topical flavonoids, such as quercetin, have been shown to reduce ultraviolet (UV) irradiation-mediated skin damage. However, the mechanisms and signaling pathways involved in this protective effect are not clear. UV irradiation leads to activation of two major signaling pathways, namely nuclear factor kappa B (NF-kappa B) and activator protein-1 (AP-1) pathways. Activation of NF-kappa B pathway by UV irradiation stimulates inflammatory cytokine expression, whereas activation of AP-1 pathway by UV irradiation promotes matrix metalloproteinase (MMP) production. Both pathways contribute to UV irradiation-induced skin damage, such as photoaging and skin tumor formation. Objective: To elucidate the underlying mechanism, we examined the effect of quercetin on UV irradiation induced activation of NF-kappa B and AP-1 pathways. Methods: Primary human keratinocytes, the major skin cell type subjected to physiological solar UV irradiation, were used to study the effects of quercetin on UV irradiation-induced signal transduction pathways. Results: Quercetin decreased UV irradiation-induced NF-kappa B DNA-binding by 80%. Consequently, quercetin suppressed UV irradiation-induced expression of inflammatory cytokines IL-1 beta (similar to 60%), IL-6 (similar to 80%), IL-8 (similar to 76%) and TNF-alpha (similar to 69%). In contrast, quercetin had no effect on UV irradiation activation of three MAP kinases, ERK, JNK, or p38. Accordingly, induction of AP-1 target genes such as MMP-1 and MMP-3 by UV irradiation was not suppressed by quercetin. Conclusion: Our data indicate that the ability of quercetin to block UV irradiation-induced skin inflammation is mediated, at least in part, by its inhibitory effect on NF-kappa B activation and inflammatory cytokine production. (C) 2011 Japanese Society for Investigative Dermatology. Published by Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

CD40 ligation conditions dendritic cell antigen-presenting function through sustained activation of NF-kappa B

An understanding of the biochemical control of dendritic cell (DC) differentiation/activation is essential for improving T cell immunity by various immunotherapeutic approaches, including DC immunization. Ligation of CD40 enhances DC function, including conditioning for CTL priming. NF-kappaB, and particularly RelB, is an essential control pathway for myeloid DC differentiation. Furthermore, RelB regulates B cell Ag-presenting function. We hypothesized that CD40 ligand (CD40L) and TNF-alpha, which differ in their capacity to condition DC, would also differ in their capacity to activate NF-kappaB. DC differentiated for 2 days from monocytes in the presence of GM-CSF and IL-4 were used as a model, as NF-kappaB activity was constitutively low. The capacity of DC to activate T cells following CD40L treatment was enhanced compared with TNF-alpha treatment, and this was NF-kappaB dependent. Whereas RelB/p50 translocation induced by TNF-alpha was attenuated after 6 h, RelB/p50 nuclear translocation induced by CD40L was sustained for at least 24 h. The mechanism of this difference related to enhanced degradation of IkappaBalpha following CD40L stimulation. However, NF-kappaB activation induced by TNF-alpha could be sustained by blocking autocrine IL-10. These data indicate that NF-kappaB activation is essential for T cell activation by DC, and that this function is enhanced if DC NF-kappaB activation is prolonged. Because IL-10 moderates DC NF-kappaB activation by TNF-alpha, sustained NF-kappaB activation can be achieved by blocking IL-10 in the presence of stimuli that induce TNF-alpha.

Inhibition of NF kappa B leads to an intracellular reducing environment in human monocyte-derived immature dendritic cells

Inhibition of NFkB by the compound Bay 11–7082 (Bay) induces tolerogenic properties in dendritic cells (DC). While activation of NFkB can be induced by reactive oxygen species (ROS) and thiol/disulfide redox states, the consequences of NFkB blockade on ROS/redox state is not known. To generate immature DC, monocytes were cultured in GM-CSF and IL-4 (with or without Bay) for 48 h. Genes potentially involved in redox regulation were determined using microarray technology and validated using FACS, real-time PCR or western blotting. ROS were measured using two fluorescent dyes DHR-123 and DHE (to detect H2O2 or O2 respectively). We found increased expression of genes associated with reductants such as thioredoxin reductase (TrxR1) and glutathione (GSH), although those associated with the breakdown of H2O2 such as glutathione peroxidase, peroxiredoxins and catalase were decreased. Interestingly, Bay-treated DC produced less ROS in comparison to control DC under basal conditions and following stimulation with various pro-oxidants. In conclusion, Bay-treated DC display not only tolerogenic properties but also an intracellular reducing environment and an impaired ability to produce ROS. We are currently investigating whether exogenous ROS can interfere with the tolerogenic properties of Bay-treated DC.