Long-term, multilineage hematopoiesis occurs in the combined absence of beta-catenin and gamma-catenin

The canonical Wnt signaling pathway plays key roles in stem-cell maintenance, progenitor cell expansion, and lineage decisions. Transcriptional responses induced by Wnt depend on the association of either beta-catenin or gamma-catenin with lymphoid enhancer factor/T cell factor transcription factors. Here we show that hematopoiesis, including thymopoiesis, is normal in the combined absence of beta- and gamma-catenin. Double-deficient hematopoietic stem cells maintain long-term repopulation capacity and multilineage differentiation potential. Unexpectedly, 2 independent ex vivo reporter gene assays show that Wnt signal transmission is maintained in double-deficient hematopoietic stem cells, thymocytes, or peripheral T cells. In contrast, Wnt signaling is strongly reduced in thymocytes lacking TCF-1 or in nonhematopoietic cells devoid of beta-catenin. These data provide the first evidence that hematopoietic cells can transduce canonical Wnt signals in the combined absence of beta- and gamma-catenin

Establishment of models to study mouse and human retinogenesis "in vitro" : isolation and characterization of retinal stem cells

SUMMARY IN FRENCH Les cellules souches sont des cellules indifférenciées capables a) de proliférer, b) de s'auto¬renouveller, c) de produire des cellules différenciées, postmitotiques et fonctionnelles (multipotencialité), et d) de régénérer le tissu après des lésions. Par exemple, les cellules de souches hematopoiétiques, situées dans la moelle osseuse, peuvent s'amplifier, se diviser et produire diverses cellules différenciées au cours de la vie, les cellules souches restant dans la moelle osseuse et consentant leur propriété. Les cellules souches intestinales, situées dans la crypte des microvillosités peuvent également régénérer tout l'intestin au cours de la vie. La rétine se compose de six classes de neurones et d'un type de cellule gliale. Tous ces types de cellules sont produits par un progéniteur rétinien. Le pic de production des photorécepteurs se situe autour des premiers jours postnatals chez la souris. A cette période la rétine contient les cellules hautement prolifératives. Dans cette étude, nous avons voulu analyser le phénotype de ces cellules et leur potentiel en tant que cellules souches ou progénitrices. Nous nous sommes également concentrés sur l'effet de certains facteurs épigéniques sur leur destin cellulaire. Nous avons observé que toutes les cellules prolifératives isolées à partir de neurorétines postnatales de souris expriment le marqueur de glie radiaire RC2, ainsi que des facteurs de transcription habituellement trouvés dans la glie radiaire (Mash1, Pax6), et répondent aux critères des cellules souches : une capacité élevée d'expansion, un état indifférencié, la multipotencialité (démontrée par analyse clonale). Nous avons étudié la différentiation des cellules dans différents milieux de culture. En l'absence de sérum, l'EGF induit l'expression de la β-tubulin-III, un marqueur neuronal, et l'acquisition d'une morphologie neuronale, ceci dans 15% des cellules présentes. Nous avons également analysé la prolifération de cellules. Seulement 20% des cellules incorporent le bromodéoxyuridine (BrdU) qui est un marqueur de division cellulaire. Ceci démontre que l'EGF induit la formation des neurones sans une progression massive du cycle cellulaire. Par ailleurs, une stimulation de 2h d'EGF est suffisante pour induire la différentiation neuronale. Certains des neurones formés sont des cellules ganglionnaires rétiniennes (GR), comme l'indique l'expression de marqueurs de cellules ganglionnaires (Ath5, Brn3b et mélanopsine), et dans de rare cas d'autres neurones rétiniens ont été observés (photorécepteurs (PR) et cellules bipolaires). Nous avons confirmé que les cellules souches rétiniennes tardives n'étaient pas restreintes au cours du temps et qu'elles conservent leur multipotencialité en étant capables de générer des neurones dits précoces (GR) ou tardifs (PR). Nos résultats prouvent que l'EGF est non seulement un facteur contrôlant le développement glial, comme précédemment démontré, mais également un facteur efficace de différentiation pour les neurones rétiniens, du moins in vitro. D'autre part, nous avons voulu établir si l'oeil adulte humain contient des cellules souches rétiniennes (CSRs). L'oeil de certains poissons ou amphibiens continue de croître pendant l'âge adulte du fait de l'activité persistante des cellules souches rétiniennes. Chez les poissons, le CSRs se situe dans la marge ciliaire (CM) à la périphérie de la rétine. Bien que l'oeil des mammifères ne se développe plus pendant la vie d'adulte, plusieurs groupes ont prouvé que l'oeil de mammifères adultes contient des cellules souches rétiniennes également dans la marge ciliaire plus précisément dans l'épithélium pigmenté et non dans la neurorétine. Ces CSRs répondent à certains critères des cellules souches. Nous avons identifié et caractérisé les cellules souches rétiniennes résidant dans l'oeil adulte humain. Nous avons prouvé qu'elles partagent les mêmes propriétés que leurs homologues chez les rongeurs c.-à-d. auto-renouvellement, amplification, et différenciation en neurones rétiniens in vitro et in vivo (démontré par immunocoloration et microarray). D'autre part, ces cellules peuvent être considérablement amplifiées, tout en conservant leur potentiel de cellules souches, comme indiqué par l'analyse de leur profil d'expression génique (microarray). Elles expriment également des gènes communs à diverses cellules souches: nucleostemin, nestin, Brni1, Notch2, ABCG2, c-kit et son ligand, aussi bien que cyclin D3 qui agit en aval de c-kit. Nous avons pu montré que Bmi1et Oct4 sont nécessaires pour la prolifération des CSRs confortant leur propriété de cellules souches. Nos données indiquent que la neurorétine postnatale chez la souris et l'épithélium pigmenté de la marge ciliaire chez l'humain adulte contiennent les cellules souches rétiniennes. En outre, nous avons développé un système qui permet d'amplifier et de cultiver facilement les CSRs. Ce modèle permet de disséquer les mécanismes impliqués lors de la retinogenèse. Par exemple, ce système peut être employé pour l'étude des substances ou des facteurs impliqués, par exemple, dans la survie ou dans la génération des cellules rétiniennes. Il peut également aider à disséquer la fonction de gènes ou les facteurs impliqués dans la restriction ou la spécification du destin cellulaire. En outre, dans les pays occidentaux, la rétinite pigmentaire (RP) touche 1 individu sur 3500 et la dégénérescence maculaire liée à l'âge (DMLA) affecte 1 % à 3% de la population âgée de plus de 60 ans. La génération in vitro de cellules rétiniennes est aussi un outil prometteur pour fournir une source illimitée de cellules pour l'étude de transplantation cellulaire pour la rétine. SUMMARY IN ENGLISH Stem cells are defined as undifferentiated cells capable of a) proliferation, b) self maintenance (self-renewability), c) production of many differentiated functional postmitotic cells (multipotency), and d) regenerating tissue after injury. For instance, hematopoietic stem cells, located in bone marrow, can expand, divide and generate differentiated cells into the diverse lineages throughout life, the stem cells conserving their status. In the villi crypt, the intestinal stem cells are also able to regenerate the intestine during their life time. The retina is composed of six classes of neurons and one glial cell. All these cell types are produced by the retinal progenitor cell. The peak of photoreceptor production is reached around the first postnatal days in rodents. Thus, at this stage the retina contains highly proliferative cells. In our research, we analyzed the phenotype of these cells and their potential as possible progenitor or stem cells. We also focused on the effect of epigenic factor(s) and cell fate determination. All the proliferating cells isolated from mice postnatal neuroretina harbored the radial glia marker RC2, expressed transcription factors usually found in radial glia (Mash 1, Pax6), and met the criteria of stem cells: high capacity of expansion, maintenance of an undifferentiated state, and multipotency demonstrated by clonal analysis. We analyzed the differentiation seven days after the transfer of the cells in different culture media. In the absence of serum, EGF led to the expression of the neuronal marker β-tubulin-III, and the acquisition of neuronal morphology in 15% of the cells. Analysis of cell proliferation by bromodeoxyuridine incorporation revealed that EGF mainly induced the formation of neurons without stimulating massively cell cycle progression. Moreover, a pulse of 2h EGF stimulation was sufficient to induce neuronal differentiation. Some neurons were committed to the retinal ganglion cell (RGC) phenotype, as revealed by the expression of retinal ganglion markers (Ath5, Brn3b and melanopsin), and in few cases to other retinal phenotypes (photoreceptors (PRs) and bipolar cells). We confirmed that the late RSCs were not restricted over-time and conserved multipotentcy characteristics by generating retinal phenotypes that usually appear at early (RGC) or late (PRs) developmental stages. Our results show that EGF is not only a factor controlling glial development, as previously shown, but also a potent differentiation factor for retinal neurons, at least in vitro. On the other hand, we wanted to find out if the adult human eye contains retina stem cells. The eye of some fishes and amphibians continues to grow during adulthood due to the persistent activity of retinal stem cells (RSCs). In fish, the RSCs are located in the ciliary margin zone (CMZ) at the periphery of the retina. Although, the adult mammalian eye does not grow during adult life, several groups have shown that the adult mouse eye contains retinal stem cells in the homologous zone (i.e. the ciliary margin), in the pigmented epithelium and not in the neuroretina. These RSCs meet some criteria of stem cells. We identified and characterized the human retinal stem cells. We showed that they posses the same features as their rodent counterpart i.e. they self-renew, expand and differentiate into retinal neurons in vitro and in vivo (indicated by immunostaining and microarray analysis). Moreover, they can be greatly expanded while conserving their sternness potential as revealed by the gene expression profile analysis (microarray approach). They also expressed genes common to various stem cells: nucleostemin, nestin, Bmil , Notch2, ABCG2, c-kit and its ligand, as well as cyclin D3 which acts downstream of c-kit. Furthermore, Bmil and Oct-4 were required for RSC proliferation reinforcing their stem cell identity. Our data indicate that the mice postnatal neuroretina and the adult pigmented epithelium of adult human ciliary margin contain retinal stem cells. We developed a system to easily expand and culture RSCs that can be used to investigate the retinogenesis. For example, it can help to screen drugs or factors involved, for instance, in the survival or generation of retinal cells. This could help to dissect genes or factors involved in the restriction or specification of retinal cell fate. In Western countries, retinitis pigmentosa (RP) affects 1 out of 3'500 individuals and age-related macula degeneration (AMD) strikes 1 % to 3% of the population over 60. In vitro generation of retinal cells is thus a promising tool to provide an unlimited cell source for cellular transplantation studies in the retina.

Immunohistochemical and flow cytometric analysis of long-term label-retaining cells in the adult heart.

Cardiac-resident stem/progenitor cells have been identified based on expression of stem cell-associated antigens. However, no single surface marker allows to identify a definite cardiac stem/progenitor cell entity. Hence, functional stem cell markers have been extensively searched for. In homeostatic systems, stem cells divide infrequently and therefore retain DNA labels such as 5-bromo-2'-deoxyuridine, which are diluted with division. We used this method to analyze long-term label-retaining cells in the mouse heart after 14 days of 5-bromo-2'-deoxyuridine administration. Labeled cells were detected using immunohistochemical and flow-cytometric methods after varying chasing periods up to 12 months. Using mathematical models, the observed label dilution could consistently be described in the context of a 2-population model, whereby a population of rapidly dividing cells accounted for an accelerated early decline, and a population of slowly dividing cells accounted for decelerated dilution on longer time scales. Label-retaining cells were preferentially localized in the atria and apical region and stained negative for markers of the major cell lineages present in the heart. Most cells with long-term label-retention expressed stem cell antigen-1 (Sca-1). Sca-1(+)CD31(-) cells formed cell aggregates in culture, out of which lineage-negative (Lin(-))Sca-1(+)CD31(-) cells emerged, which could be cultured for many passages. These cells formed cardiospheres and showed differentiation potential into mesenchymal cell lineages. When cultured in cardiomyogenic differentiation medium, they expressed cardiac-specific genes. In conclusion, recognition of slow-cycling cells provides functional evidence of stem/progenitor cells in the heart. Lin(-)Sca-1(+)CD31(-) cardiac-derived progenitors have a potential for differentiation into cardiomyogenic and mesenchymal cell lineages.

Acetaminophen increases blood pressure in patients with coronary artery disease.

BACKGROUND: Because traditional nonsteroidal antiinflammatory drugs are associated with increased risk for acute cardiovascular events, current guidelines recommend acetaminophen as the first-line analgesic of choice on the assumption of its greater cardiovascular safety. Data from randomized clinical trials prospectively addressing cardiovascular safety of acetaminophen, however, are still lacking, particularly in patients at increased cardiovascular risk. Hence, the aim of this study was to evaluate the safety of acetaminophen in patients with coronary artery disease. METHODS AND RESULTS: The 33 patients with coronary artery disease included in this randomized, double-blind, placebo-controlled, crossover study received acetaminophen (1 g TID) on top of standard cardiovascular therapy for 2 weeks. Ambulatory blood pressure, heart rate, endothelium-dependent and -independent vasodilatation, platelet function, endothelial progenitor cells, markers of the renin-angiotensin system, inflammation, and oxidative stress were determined at baseline and after each treatment period. Treatment with acetaminophen resulted in a significant increase in mean systolic (from 122.4±11.9 to 125.3±12.0 mm Hg P=0.02 versus placebo) and diastolic (from 73.2±6.9 to 75.4±7.9 mm Hg P=0.02 versus placebo) ambulatory blood pressures. On the other hand, heart rate, endothelial function, early endothelial progenitor cells, and platelet function did not change. CONCLUSIONS: This study demonstrates for the first time that acetaminophen induces a significant increase in ambulatory blood pressure in patients with coronary artery disease. Thus, the use of acetaminophen should be evaluated as rigorously as traditional nonsteroidal antiinflammatory drugs and cyclooxygenase-2 inhibitors, particularly in patients at increased cardiovascular risk. CLINICAL TRIAL REGISTRATION: URL: http://www.clinicaltrials.gov. Unique identifier: NCT00534651.

Paradigms of notch signaling in mammals.

Notch proteins regulate a broad spectrum of cell fate decisions and differentiation processes during fetal and postnatal life. These proteins are involved in organogenesis during embryonic development as well as in the maintenance of homeostasis of self-renewing systems. The paradigms of Notch function, such as stem and progenitor cell maintenance, lineage specification mediated by binary cell fate decisions, and induction of terminal differentiation, were initially established in invertebrates and subsequently confirmed in mammals. Moreover, aberrant Notch signaling is linked to tumorigenesis. In this review, we discuss the origin of postulated Notch functions, give examples from different mammalian organ systems, and try to relate them to the hematopoietic system.

The effect of endocrine responsiveness on high-risk breast cancer treated with dose-intensive chemotherapy: results of International Breast Cancer Study Group Trial 15-95 after prolonged follow-up.

BACKGROUND: The role of adjuvant dose-intensive chemotherapy and its efficacy according to baseline features has not yet been established. PATIENTS AND METHODS: Three hundred and forty-four patients were randomized to receive seven courses of standard-dose chemotherapy (SD-CT) or three cycles of dose-intensive epirubicin and cyclophosphamide (epirubicin 200 mg/m(2) plus cyclophosphamide 4 mg/m(2) with filgrastim and progenitor cell support). All patients were assigned tamoxifen at the completion of chemotherapy. The primary end point was disease-free survival (DFS). This paper updates the results and explores patterns of recurrence according to predicting baseline features. RESULTS: At 8.3-years median follow-up, patients assigned DI-EC had a significantly better DFS compared with those assigned SD-CT [8-year DFS percent 47% and 37%, respectively, hazard ratio (HR) 0.76; 95% confidence interval 0.58-1.00; P = 0.05]. Only patients with estrogen receptor (ER)-positive disease benefited from the DI-EC (HR 0.61; 95% confidence interval 0.39, 0.95; P = 0.03). CONCLUSIONS: After prolonged follow-up, DI-EC significantly improved DFS, but the effect was observed only in patients with ER-positive disease, leading to the hypothesis that efficacy of DI-EC may relate to its endocrine effects. Further studies designed to confirm the importance of endocrine responsiveness in patients treated with dose-intensive chemotherapy are encouraged.

Nuclear factor I-C regulates TGF-{beta}-dependent hair follicle cycling.

Skin appendages such as teeth and hair share several common signaling pathways. The nuclear factor I C (NFI-C) transcription factor has been implicated in tooth development, but a potential role in hair growth had not been assessed. In this study we found that NFI-C regulates the onset of the hair growth cycle. NFI-C(-/-) mice were delayed in the transition from the telogen to anagen phase of the hair follicle cycle after either experimental depilation or spontaneous hair loss. Lack of NFI-C resulted in delayed induction of the sonic hedgehog, Wnt5a, and Lef1 gene expression, which are key regulators of the hair follicle growth initiation. NFI-C(-/-) mice also showed elevated levels of transforming growth factor β1 (TGF-β1), an inhibitor of keratinocyte proliferation, and of the cell cycle inhibitor p21 at telogen. Reduced expression of Ki67, a marker of cell proliferation, was noted at the onset of anagen, indicating impaired activation of the hair progenitor cells. These findings implicate NFI-C in the repression of TGF-β1 signaling during telogen stage, resulting in the delay of progenitor cell proliferation and hair follicle regeneration in NFI-C-deficient mice. Taken together with prior observations, these findings also designate NFI-C as a regulator of adult progenitor cell proliferation and of postnatal tissue growth or regeneration.

Notch1 is required for neuronal and glial differentiation in the cerebellum.

The mechanisms that guide progenitor cell fate and differentiation in the vertebrate central nervous system (CNS) are poorly understood. Gain-of-function experiments suggest that Notch signaling is involved in the early stages of mammalian neurogenesis. On the basis of the expression of Notch1 by putative progenitor cells of the vertebrate CNS, we have addressed directly the role of Notch1 in the development of the mammalian brain. Using conditional gene ablation, we show that loss of Notch1 results in premature onset of neurogenesis by neuroepithelial cells of the midbrain-hindbrain region of the neural tube. Notch1-deficient cells do not complete differentiation but are eliminated by apoptosis, resulting in a reduced number of neurons in the adult cerebellum. We have also analyzed the effects of Notch1 ablation on gliogenesis in vivo. Our results show that Notch1 is required for both neuron and glia formation and modulates the onset of neurogenesis within the cerebellar neuroepithelium.

Emerging paradigms and questions on pro-angiogenic bone marrow-derived myelomonocytic cells.

Cancer-related inflammation has emerged in recent years as a major event contributing to tumor angiogenesis, tumor progression and metastasis formation. Bone marrow-derived and inflammatory cells promote tumor angiogenesis by providing endothelial progenitor cells that differentiate into mature endothelial cells, and by secreting pro-angiogenic factors and remodeling the extracellular matrix to stimulate angiogenesis though paracrine mechanisms. Several bone marrow-derived myelonomocytic cells, including monocytes and macrophages, have been identified and characterized by several laboratories in recent years. While the central role of these cells in promoting tumor angiogenesis, tumor progression and metastasis is nowadays well established, many questions remain open and new ones are emerging. These include the relationship between their phenotype and function, the mechanisms of pro-angiogenic programming, their contribution to resistance to anti-angiogenic treatments and to metastasis and their potential clinical use as biomarkers of angiogenesis and anti-angiogenic therapies. Here, we will review phenotypical and functional aspects of bone marrow-derived myelonomocytic cells and discuss some of the current outstanding questions.

Growth factor- and cytokine-driven pathways governing liver stemness and differentiation.

Liver is unique in its capacity to regenerate in response to injury or tissue loss. Hepatocytes and other liver cells are able to proliferate and repopulate the liver. However, when this response is impaired, the contribution of hepatic progenitors becomes very relevant. Here, we present an update of recent studies on growth factors and cytokine-driven intracellular pathways that govern liver stem/progenitor cell expansion and differentiation, and the relevance of these signals in liver development, regeneration and carcinogenesis. Tyrosine kinase receptor signaling, in particular, c-Met, epidermal growth factor receptors or fibroblast growth factor receptors, contribute to proliferation, survival and differentiation of liver stem/progenitor cells. Different evidence suggests a dual role for the transforming growth factor (TGF)-β signaling pathway in liver stemness and differentiation. On the one hand, TGF-β mediates progression of differentiation from a progenitor stage, but on the other hand, it contributes to the expansion of liver stem cells. Hedgehog family ligands are necessary to promote hepatoblast proliferation but need to be shut off to permit subsequent hepatoblast differentiation. In the same line, the Wnt family and β-catenin/T-cell factor pathway is clearly involved in the maintenance of liver stemness phenotype, and its repression is necessary for liver differentiation during development. Collectively, data indicate that liver stem/progenitor cells follow their own rules and regulations. The same signals that are essential for their activation, expansion and differentiation are good candidates to contribute, under adequate conditions, to the paradigm of transformation from a pro-regenerative to a pro-tumorigenic role. From a clinical perspective, this is a fundamental issue for liver stem/progenitor cell-based therapies.

Amifostine (WR-2721), a cytoprotective agent during high-dose cyclophosphamide treatment of non-Hodgkin's lymphomas: a phase II study

Clinical trials indicate that amifostine may confer protection on various normal tissues without attenuating anti-tumor response. When administered prior to chemotherapy or radiotherapy, it may provide a broad spectrum of cytoprotection including against alkylating drugs. The mechanism of protection resides in the metabolism at normal tissue site by membrane-bound alkaline phosphatase. Toxicity of this drug is moderate with hypotension, nausea and vomiting, and hypocalcemia being observed. We report a phase II study using amifostine as a protective drug against high-dose cyclophosphamide (HDCY) (7 g/m2), used to mobilize peripheral blood progenitor cells (PBPC) and to reduce tumor burden. We enrolled 29 patients, 22 (75.9%) affected by aggressive and 7 (24.1%) by indolent non-Hodgkin's lymphoma (NHL), who were submitted to 58 infusions of amifostine and compared them with a historical group (33 patients) affected by aggressive NHL and treated with VACOP-B followed by HDCY. The most important results in favor of amifostine were the reduction of intensity of cardiac, pulmonary and hepatic toxicity, and a significant reduction of frequency and severity of mucositis (P = 0.04). None of the 29 patients died in the protected group, while in the historical group 2/33 patients died because of cardiac or pulmonary toxicity and 2 patients stopped therapy due to toxicity. Amifostine did not prevent the aplastic phase following HDCY. PBPC collection and hematological recovery were adequate in both groups. The number of CFU-GM (colony-forming units-granulocyte/macrophage) colonies and mononuclear cells in the apheresis products was significantly higher in the amifostine group (P = 0.02 and 0.01, respectively). Side effects were mild and easily controlled. We conclude that amifostine protection should be useful in HDCY to protect normal tissues, with acceptable side effects.

The Origin and Stimuli Implicated in the Expression of Nestin(+) Cardiac Myocyte-like Cells in the Ischemic Heart

Nos études ont démontrées que la formation de la cicatrice et la guérison sont associées avec l’apparition de cellules de type myocytes cardiaques nestine(+) dans la région péri-infarcie. Présentement, l’étude examine le mécanisme, tel que l’hypoxie ou les hormones neuronales, possiblement impliqué dans leur recrutement et de dévoiler leur origine cellulaire. La présence de ces cellules a été détectée dans les coeurs infarcies d’une semaine et maintenue après neuf mois suite à une sujétion coronaire complète. Aussi, ces cellules de type myocytes cardiaques nestine(+) ont été observées dans le coeur infarci humain. L’hypoxie représente un événement prédominant suite à un infarctus de myocarde, mais l’exposition des rats normaux à un environnement hypoxique n’a pas pu promouvoir l’apparition de ces cellules. Autrement, l’infusion de l’agoniste -adrénergique non-sélectif isoprotérénol (ISO) dans les rats adultes Sprague-Dawley a augmenté la protéine nestine dans le ventricule gauche et a été associé avec la réapparition de cellules de type myocytes cardiaques nestine(+). Cela représente possiblement un effet secondaire suite à la nécrose des myocytes cardiaques par l’administration d’isoprotérénol. Dernièrement, on a identifié une sous-population de cellules nestine(+) dans le coeur normal du rat qui co-exprime les marqueurs de cellules cardiaques progénitrices Nkx-2.5 et GATA-4. Cette sous-population de cellules nestine/Nkx-2.5/GATA-4 pourrait représenter des substrats cellulaires qui puissent se différentier en cellules de type myocytes cardiaques nestine(+) suite à une ischémie. Mots clés: nestine, isoprotérénol, nécrose, cellule souche, cellule progénitrice, myocyte cardiaque

Rôle des Cellules Endothéliales Progénitrices dans la Régulation de la Fonction Plaquettaire

Les Cellules Endothéliales Progénitrices ("Endothelial Progenitor Cells", EPCs) sont des précurseurs endothéliaux qui jouent un rôle émergeant en biologie vasculaire. Les EPCs ont été localisées dans le cordon ombilical, la moelle osseuse, le sang périphérique et dans certains tissus régénérateurs. Les interactions des EPCs avec les cellules sanguines et vasculaires peuvent largement influencer leurs propriétés biologiques et dicter leur fonctionnement pendant la réparation endothéliale. Plus spécifiquement, les interactions des EPCs avec les plaquettes circulantes induisent leur migration, leur recrutement et leur différentiation en cellules endothéliales aux sites de lésions vasculaires. Cependant, l’impact d’une telle interaction sur la fonction plaquettaire n’a pas été recherché. Le but de mon projet était de :1) générer des EPCs à partir des cellules mononucléaires du sang humain périphérique ("Peripheral Blood Mononuclear Cells", PBMCs); 2) étudier les interactions adhésives entre les EPCs et les plaquettes; 3) déterminer leur impact sur la fonction plaquettaire et la formation du thrombus et 4) décrire le mécanisme d’action des EPCs sur les plaquettes et le thrombus. Mises en culture sur une surface de fibronectine dans un milieu conditionné, les PBMCs fraîchement isolées possédaient une morphologie ronde et une petite taille. Après cinq jours, les PBMCs adhérentes donnaient naissance à des colonies, puis formaient une monocouche de cellules aplaties caractéristiques des EPCs après dix jours de culture. Les EPCs différenciées étaient positives pour l’Ulex-lectine et l’Acétyle des lipoprotéines de faible densité ("Acetylated Low Density Lipoprotein", Ac-LDL), exprimaient les marqueurs progéniteurs (CD34, P-sélectine, VEGFR2, vWF et VE-Cadhérine) tandis que les marqueurs leucocytaires (CD14, PSGL-1 et L-sélectine) étaient absents. Ces EPCs interagissaient avec les plaquettes activées par un mécanisme dépendant de la P-sélectine plaquettaire, inhibaient l’activation et l’agrégation plaquettaire et réduisaient significativement l’adhésion plaquettaire, principalement par l’action de prostacycline (PGI2). En fait, ceci était associé avec une augmentation de l’expression de la cyclooxygénase-2 (COX-2) et du monoxyde d’azote (NO) synthéthase inductible (iNOS). Toutefois, les effets inhibiteurs des EPCs sur la fonction plaquettaire ont été renversés par une inhibition de la COX et non pas du NO. Bien que les EPCs fussent en mesure de lier les plaquettes via la P-sélectine, leurs effets prédominants étaient médiés essentiellement par une sécrétion paracrine, impliquant la PGI2. Néanmoins, un rapprochement étroit ou un bref contact entre les EPCs et les plaquettes était requis pour que cette fonction soit complètement réalisée. D’ailleurs, cet aspect a été investigué chez des souris déficientes en P-sélectine (P-sel-/-) et chez leurs congénères de phénotype sauvage (Wild Type, WT). Chez les souris WT, les EPCs inhibaient l’agrégation plaquettaire dans le sang complet de manière concentration-dépendante alors que dans les souris P-sel-/-, l’action des EPCs n’avait pas d’effet significatif. De plus, en utilisant un modèle murin de thrombose artérielle, nous avons démontré que l’infusion systémique des EPCs altéraient la formation du thrombus et réduisaient significativement sa masse chez les souris WT, mais non pas chez les souris P-sel-/-. En outre, le nombre des EPCs incorporées au niveau du thrombus et de la paroi vasculaire était visiblement réduit chez les P-sel-/- par rapport aux souris WT. Dans cette étude, nous sommes parvenus à différentier adéquatement des EPCs à partir des PBMCs, nous avons étudié les interactions adhésives entre les EPCs et les plaquettes, et nous avons décrit leur impact sur la fonction plaquettaire et la formation du thrombus. De plus, nous avons identifié la PGI2 comme étant le principal facteur soluble sécrété par les EPCs en culture et responsable de leurs effets inhibiteurs sur l’activation, l’adhésion et l’agrégation plaquettaire in vitro. De surcroît, nous avons élucidé le mécanisme d’action des EPCs sur l’agrégation plaquettaire et la formation du thrombus, in vivo, et nous avons souligné le rôle de la P-sélectine plaquettaire dans ce processus. Ces résultats ajoutent de nouvelles connaissances sur la biologie des EPCs et définissent leur rôle potentiel dans la régulation de la fonction plaquettaire et la thrombogenèse.

Caractérisation de nouveaux analogues des cannabinoides

Ce mémoire présente l’étude de certains effets pharmacologiques de nouveaux analogues synthétiques des cannabinoïdes. Un des objectifs de longue date des recherches sur les cannabinoïdes a été la découverte de puissants analogues synthétiques de substances naturelles, qui pourraient être développés comme médicaments. Cela nécessite, entre autres, qu’ils soient exempts d’effets psychotropes qui caractérisent l’usage récréatif du Cannabis. Le moteur derrière cet objectif a été la longue histoire de l’usage du Cannabis comme substance médicale, en particulier dans le traitement de la douleur et de l’inflammation. Parmi les nombreux effets pharmacologiques des cannabinoïdes, deux sont d’un grand intérêt thérapeutique : l’effet antiprolifératif sur les cellules tumorales et l’effet anti-angiogène. Dans ce mémoire, l’étude de ces deux effets a été réalisée sur des cultures cellulaires tumorales et endothéliales humaines. Les tests de prolifération sur les deux types de cellules n’ont pas montré de cytotoxicité. Ce qui a permis de poursuivre l’étude de l’effet anti-angiogène, et qui a mis fin à l’étude de l’effet anti-tumoral. L’inhibition de l’angiogénèse a été investiguée en réalisant des tests de recolonisation d’une zone dénudée dans une monocouche de cellules endothéliales et des tests de formation de microtubules sur matrice gélifiée. L’effet anti-angiogène n’a pas pu être évalué à cause de problèmes de contamination, néanmoins certaines molécules montrent un effet anti-migratoire. L’absence de cytotoxicité et l’analogie structurale avec le -tétrahydrocannabinol encourage à continuer l’investigation des effets pharmacologiques de ces nouvelles molécules synthétiques. Il serait aussi pertinent d’étudier, dans une thèse de doctorat, les mécanismes d’actions moléculaires par lesquels agissent ces molécules.

Mécanisme d’action du PBI-1402 impliqué dans l’expansion des progéniteurs érythroïdes humains et murins

Une des complications importantes d’un traitement intensif de chimio/radio-thérapie est l’aplasie de la moelle osseuse qui peut persister longtemps même après une greffe de cellules souches. Le PBI-1402 est un petit lipide qui a été associé à la diminution de l’apoptose des neutrophiles induite par des agents cytotoxiques. Nos travaux ont démontré que la culture in vitro de progéniteurs hématopoiétiques humains en présence de PBI-1402 induit une augmentation significative du nombre de progéniteurs érythroides (PEryth) (p<0,05). En évaluant la sensibilité des PEryth à l’érythropoietine (Epo), nous avons démontré que le PBI-1402 n’a pas d’effet sensibilisateur et que les cellules répondent de façon similaire aux cellules contrôles. De plus, la combinaison de l’Epo et du « stem cell factor » avec le PBI-1402 permet de prolonger et d’augmenter l’activation d’ERK1/2 (p<0,05), un important signal mitogène. Cet effet est associé à une inhibition de l’activation de la phosphatase MKP-1 dans les cellules exposées au PBI-1402. Nous démontrons aussi la capacité du PBI-1402 à amplifier la prolifération des PEryth et sa capacité à réduire la durée et l’intensité de l’anémie dans un modèle in vivo murin. Des souris ayant reçu une dose létale d’irradiation et subi une transplantation syngénique de moelle osseuse, ont été traitées oralement avec le PBI-1402 pendant 14 jours. Ces souris démontrent une réduction significative de l’anémie post-transplantation versus les souris contrôle (p<0,05). De plus, la moelle osseuse des souris traitées au PBI-1402 présente un nombre de BFU-E et CFU-E plus élevé comparativement au contrôle. Ces résultats démontrent donc le potentiel du PBI-1402 à réduire l’anémie post-transplantation et accélérer la reconstitution érythroïde.