Pharmacological administration of the isoflavone daidzein enhances cell proliferation and reduces high fat diet-induced apoptosis and gliosis in the rat hippocampus.

Soy extracts have been claimed to be neuroprotective against brain insults, an effect related to the estrogenic properties of isoflavones. However, the effects of individual isoflavones on obesity-induced disruption of adult neurogenesis have not yet been analyzed. In the present study we explore the effects of pharmacological administration of daidzein, a main soy isoflavone, in cell proliferation, cell apoptosis and gliosis in the adult hippocampus of animals exposed to a very high-fat diet. Rats made obese after 12-week exposure to a standard or high-fat (HFD, 60%) diets were treated with daidzein (50 mg kg(-1)) for 13 days. Then, plasma levels of metabolites and metabolic hormones, cell proliferation in the subgranular zone of the dentate gyrus (SGZ), and immunohistochemical markers of hippocampal cell apoptosis (caspase-3), gliosis (GFAP and Iba-1), food reward factor FosB and estrogen receptor alpha (ERα) were analyzed. Treatment with daidzein reduced food/caloric intake and body weight gain in obese rats. This was associated with glucose tolerance, low levels of HDL-cholesterol, insulin, adiponectin and testosterone, and high levels of leptin and 17β-estradiol. Daidzein increased the number of phospho-histone H3 and 5-bromo-2-deoxyuridine (BrdU)-ir cells detected in the SGZ of standard diet and HFD-fed rats. Daidzein reversed the HFD-associated enhanced immunohistochemical expression of caspase-3, FosB, GFAP, Iba-1 and ERα in the hippocampus, being more prominent in the dentate gyrus. These results suggest that pharmacological treatment with isoflavones regulates metabolic alterations associated with enhancement of cell proliferation and reduction of apoptosis and gliosis in response to high-fat diet.

Suppression of tumor angiogenesis through the inhibition of integrin function and signaling in endothelial cells: which side to target?

Tumor angiogenesis is an essential step in tumor progression and metastasis formation. Suppression of tumor angiogenesis results in the inhibition of tumor growth. Recent evidence indicates that vascular integrins, in particular alpha V beta 3, are important regulators of angiogenesis, including tumor angiogenesis. Integrin alpha V beta 3 antagonists, such as blocking antibodies or peptides, suppress tumor angiogenesis and tumor progression in many preclinical tumor models. The potential therapeutic efficacy of extracellular integrin antagonists in human cancer is currently being tested in clinical trials. Selective disruption of the tumor vasculature by high doses of tumor necrosis factor (TNF) and interferon gamma (IFN-gamma), and the antiangiogenic activity of nonsteroidal anti-inflammatory drugs are associated with the suppression of integrin alpha V beta 3 function and signaling in endothelial cells. Furthermore, expression of isolated integrin cytoplasmic domains disrupts integrin-dependent adhesion, resulting in endothelial cell detachment and apoptosis. These results confirm the critical role of vascular integrins in promoting endothelial cell survival and angiogenesis and suggest that intracellular targeting of integrin function and signaling may be an alternative strategy to extracellular integrin antagonists for the therapeutic inhibition of tumor angiogenesis.

The JNK binding domain of islet-brain 1 inhibits IL-1 induced JNK activity and apoptosis but not the transcription of key proapoptotic or protective genes in insulin-secreting cell lines.

The stress-activated protein kinase c-Jun NH2-terminal kinase (JNK) is a central signal for interleukin-1beta (IL-1beta)-induced apoptosis in insulin-producing beta-cells. The cell-permeable peptide inhibitor of JNK (JNKI1), that introduces the JNK binding domain (JBD) of the scaffold protein islet-brain 1 (IB1) inside cells, effectively prevents beta-cell death caused by this cytokine. To define the molecular targets of JNK involved in cytokine-induced beta-cell apoptosis we investigated whether JNKI1 or stable expression of JBD affected the expression of selected pro- and anti-apoptotic genes induced in rat (RIN-5AH-T2B) and mouse (betaTC3) insulinoma cells exposed to IL-1beta. Inhibition of JNK significantly reduced phosphorylation of the specific JNK substrate c-Jun (p<0.05), IL-1beta-induced apoptosis (p<0.001), and IL-1beta-mediated c-fos gene expression. However, neither JNKI1 nor JBD did influence IL-1beta-induced NO synthesis or iNOS expression or the transcription of the genes encoding mitochondrial manganese superoxide dismutase (MnSOD), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx), glutathione-S-transferase rho (GSTrho), heat shock protein (HSP) 70, IL-1beta-converting enzyme (ICE), caspase-3, apoptosis-inducing factor (AIF), Bcl-2 or Bcl-xL. We suggest that the anti-apoptotic effect of JNK inhibition by JBD is independent of the transcription of major pro- and anti-apoptotic genes, but may be exerted at the translational or posttranslational level.

ROCK Inhibitor Enhances Adhesion and Wound Healing of Human Corneal Endothelial Cells.

Maintenance of corneal transparency is crucial for vision and depends mainly on the endothelium, a non-proliferative monolayer of cells covering the inner part of the cornea. When endothelial cell density falls below a critical threshold, the barrier and "pump" functions of the endothelium are compromised which results in corneal oedema and loss of visual acuity. The conventional treatment for such severe disorder is corneal graft. Unfortunately, there is a worldwide shortage of donor corneas, necessitating amelioration of tissue survival and storage after harvesting. Recently it was reported that the ROCK inhibitor Y-27632 promotes adhesion, inhibits apoptosis, increases the number of proliferating monkey corneal endothelial cells in vitro and enhance corneal endothelial wound healing both in vitro and in vivo in animal models. Using organ culture human cornea (N = 34), the effect of ROCK inhibitor was evaluated in vitro and ex vivo. Toxicity, corneal endothelial cell density, cell proliferation, apoptosis, cell morphometry, adhesion and wound healing process were evaluated by live/dead assay standard cell counting method, EdU labelling, Ki67, Caspase3, Zo-1 and Actin immunostaining. We demonstrated for the first time in human corneal endothelial cells ex vivo and in vitro, that ROCK inhibitor did not induce any toxicity effect and did not alter cell viability. ROCK inhibitor treatment did not induce human corneal endothelial cells proliferation. However, ROCK inhibitor significantly enhanced adhesion and wound healing. The present study shows that the selective ROCK inhibitor Y-27632 has no effect on human corneal endothelial cells proliferative capacities, but alters cellular behaviours. It induces changes in cell shape, increases cell adhesion and enhances wound healing ex vivo and in vitro. Its absence of toxicity, as demonstrated herein, is relevant for its use in human therapy.

Involvement of a transforming-growth-factor-beta-like molecule in tumor-cell-derived inhibition of nitric-oxide synthesis in cerebral endothelial cells.

Nitric oxide (NO) has been shown to exert cytotoxic effects on tumor cells. We have reported that EC219 cells, a rat-brain-microvessel-derived endothelial cell line, produced NO through cytokine-inducible NO synthase (iNOS), the induction of which was significantly decreased by (a) soluble factor(s) secreted by DHD/PROb, an invasive sub-clone of a rat colon-carcinoma cell line. In this study, the DHD/PROb cell-derived NO-inhibitory factor was characterized. Northern-blot analysis demonstrated that the induction of iNOS mRNA in cytokine-activated EC219 cells was decreased by PROb-cell-conditioned medium. When DHD/PROb cell supernatant was fractionated by affinity chromatography using Con A-Sepharose or heparin-Sepharose, the NO-inhibitory activity was found only in Con A-unbound or heparin-unbound fractions, respectively, indicating that the PROb-derived inhibitory factor was likely to be a non-glycosylated and non-heparin-binding molecule. Pre-incubation of DHD/PROb-cell supernatant with anti-TGF-beta neutralizing antibody completely blocked the DHD/PROb-derived inhibition of NO production by EC219 cells. Addition of exogenous TGF-beta 1 dose-dependently inhibited NO release by EC219 cells. The presence of active TGF-beta in the DHD/PROb cell supernatant was demonstrated using a growth-inhibition assay. Moreover, heat treatment of medium conditioned by the less invasive DHD/REGb cells, which constitutively secreted very low levels of active TGF-beta, increased both TGF-beta activity and the ability to inhibit NO production in EC219 cells. Thus, DHD/PROb colon-carcinoma cells inhibited NO production in EC219 cells by secreting a factor identical or very similar to TGF-beta.

Primary mechanism of apoptosis induction in a leukemia cell line by fraction FA-2-b-ß prepared from the mushroom Agaricus blazei Murill

Agaricus blazei Murill is a native Brazilian mushroom which functions primarily as an anticancer substance in transplanted mouse tumors. However, the mechanism underlying this function of A. blazei Murill remains obscure. The present study was carried out to investigate the effect of fraction FA-2-b-ß, an RNA-protein complex isolated from A. blazei Murill, on human leukemia HL-60 cells in vitro. Typical apoptotic characteristics were determined by morphological methods using DNA agarose gel electrophoresis and flow cytometry. The growth suppressive effect of fraction FA-2-b-ß on HL-60 cells in vitro occurred in a dose- (5-80 µg/mL) and time-dependent (24-96 h) manner. The proliferation of HL-60 cells (1 x 10(5) cells/mL) treated with 40 µg/mL of fraction FA-2-b-ß for 24-96 h and with 5-80 µg/mL for 96 h resulted in inhibitory rates ranging from 8 to 54.5%, and from 4.9 to 86.3%, respectively. Both telomerase activity determined by TRAP-ELISA and mRNA expression of the caspase-3 gene detected by RT-PCR were increased in HL-60 cells during fraction FA-2-b-ß treatment. The rate of apoptosis correlated negatively with the decrease of telomerase activity (r = 0.926, P < 0.05), but correlated positively with caspase-3 mRNA expression (r = 0.926, P < 0.05). These data show that fraction FA-2-b-ß can induce HL-60 cell apoptosis and that the combined effect of down-regulation of telomerase activity and up-regulation of mRNA expression of the caspase-3 gene could be the primary mechanism of induction of apoptosis. These findings provide strong evidence that fraction FA-2-b-ß could be of interest for the clinical treatment of acute leukemia.

Ox-LDL increases OX40L in endothelial cells through a LOX-1-dependent mechanism

Oxidative low-density lipoprotein (Ox-LDL) is a key risk factor for the development of atherosclerosis, and it can stimulate the expression of a variety of inflammatory signals. As a new and highly sensitive inflammation index, OX40L may be a key to understanding the mechanisms that regulate interactions between cells within the vessel wall and inflammatory mediators during the development of atherosclerosis. To investigate whether Ox-LDL regulates OX40L expression through an oxidized LDL-1 receptor (LOX-1)-mediated mechanism, we investigated the effect of different concentrations of Ox-LDL (50, 100, 150 µg/mL) on endothelial cell proliferation and apoptosis. Stimulation with Ox-LDL increased OX40L protein 1.44-fold and mRNA 4.0-fold in endothelial cells, and these effects were inhibited by blocking LOX-1. These results indicate that LOX-1 plays an important role in the chronic inflammatory process in blood vessel walls. Inhibiting LOX-1 may reduce blood vessel inflammation and provide a therapeutic option to limit atherosclerosis progression.

Brain tumor and brain endothelial cells' response to ionizing radiation and phytochemical treatments

Le glioblastome multiforme (GBM) représente la tumeur cérébrale primaire la plus agressive et la plus vascularisée chez l’adulte. La survie médiane après le diagnostic est de moins d’un an en l’absence de traitement. Malheureusement, 90% des patients traités avec de la radiothérapie après la résection chirurgicale d’un GBM développent une récidive tumorale. Récemment, le traitement des GBM avec radiothérapie et témozolomide, un agent reconnu pour ses propriétés antiangiogéniques, a permis de prolonger la survie médiane à 14,6 mois. Des efforts sont déployés pour identifier des substances naturelles capables d’inhiber, de retarder ou de renverser le processus de carcinogenèse. Epigallocatechin-3-gallate (EGCG), un polyphénol retrouvé dans le thé vert, est reconnu pour ses propriétés anticancéreuses et antiangiogéniques. L’EGCG pourrait sensibiliser les cellules tumorales cérébrales et les cellules endothéliales dérivées des tumeurs aux traitements conventionnels. Le chapitre II décrit la première partie de ce projet de doctorat. Nous avons tenté de déterminer si l’EGCG pourrait sensibiliser la réponse des GBM à l’irradiation (IR) et si des marqueurs moléculaires spécifiques sont impliqués. Nous avons documenté que les cellules U-87 étaient relativement radiorésistantes et que Survivin, une protéine inhibitrice de l’apoptose, pourrait être impliquée dans la radiorésistance des GBM. Aussi, nous avons démontré que le pré-traitement des cellules U-87 avec de l’EGCG pourrait annuler l’effet cytoprotecteur d’une surexpression de Survivin et potentialiser l’effet cytoréducteur de l’IR. Au chapitre III, nous avons caractérisé l’impact de l’IR sur la survie de cellules endothéliales microvasculaires cérébrales humaines (HBMEC) et nous avons déterminé si l’EGCG pouvait optimiser cet effet. Bien que les traitements individuels avec l’EGCG et l’IR diminuaient la survie des HBMEC, le traitement combiné diminuait de façon synergique la survie cellulaire. Nous avons documenté que le traitement combiné augmentait la mort cellulaire, plus spécifiquement la nécrose. Au chapitre IV, nous avons investigué l’impact de l’IR sur les fonctions angiogéniques des HBMEC résistantes à l’IR, notamment la prolifération cellulaire, la migration cellulaire en présence de facteurs de croissance dérivés des tumeurs cérébrales, et la capacité de tubulogenèse. La voie de signalisation des Rho a aussi été étudiée en relation avec les propriétés angiogéniques des HBMEC radiorésistantes. Nos données suggèrent que l’IR altère significativement les propriétés angiogéniques des HBMEC. La réponse aux facteurs importants pour la croissance tumorale et l’angiogenèse ainsi que la tubulogenèse sont atténuées dans ces cellules. En conclusion, ce projet de doctorat confirme les propriétés cytoréductrices de l’IR sur les gliomes malins et propose un nouveau mécanisme pour expliquer la radiorésistance des GBM. Ce projet documente pour la première fois l’effet cytotoxique de l’IR sur les HBMEC. Aussi, ce projet reconnaît l’existence de HBMEC radiorésistantes et caractérise leurs fonctions angiogéniques altérées. La combinaison de molécules naturelles anticancéreuses et antiangiogéniques telles que l’EGCG avec de la radiothérapie pourrait améliorer l’effet de l’IR sur les cellules tumorales et sur les cellules endothéliales associées, possiblement en augmentant la mort cellulaire. Cette thèse supporte l’intégration de nutriments avec propriétés anticancéreuses et antiangiogéniques dans le traitement des gliomes malins pour sensibiliser les cellules tumorales et endothéliales aux traitements conventionnels.

Regulation of the memory T cell development and islet beta-cell survival by DAPK-related apoptosis-inducing protein kinase 2 (Drak2)

Drak2 est un membre de la famille des protéines associées à la mort et c’est une sérine/thréonine kinase. Chez les souris mutantes nulles Drak2, les cellules T ne présentent aucune défectuosité apparente en apoptose induite par activation, après stimulation avec anti-CD3 et anti-CD28, mais ont un seuil de stimulation réduit, comparées aux cellules T de type sauvage (TS). Dans notre étude, l’analyse d’hybridation in situ a révélé que l’expression de Drak2 est ubiquiste au stade de la mi-gestation chez les embryons, suivie d’une expression plus focale dans les divers organes pendant la période périnatale et l’âge adulte, notamment dans le thymus, la rate, les ganglions lymphatiques, le cervelet, les noyaux suprachiasmatiques, la glande pituitaire, les lobes olfactifs, la médullaire surrénale, l’estomac, la peau et les testicules. Nous avons créé des souris transgéniques (Tg) Drak2 en utilisant le promoteur humain beta-actine. Ces souris Tg montraient des ratios normaux entre cellules T versus B et entre cellules CD4 versus CD8, mais leur cellularité et leur poids spléniques étaient inférieurs comparé aux souris de type sauvage. Après activation TCR, la réponse proliférative des cellules T Tg Drak2 était normale, même si leur production d’interleukine (IL)-2 et IL-4 mais non d’interféron-r était augmentée. Les cellules T Tg Drak2 activées ont démontré une apoptose significativement accrue en présence d’IL-2 exogène. Au niveau moléculaire, les cellules T Tg Drak2 ont manifesté une augmentation moins élevée des facteurs anti-apoptotiques durant l’activation; un tel changement a probablement rendu les cellules vulnérables aux attaques subséquentes d’IL-2. L’apoptose compromise dans les cellulesT Tg Drak2 a été associée à un nombre réduit de cellules T ayant le phénotype des cellules mémoires (CD62Llo) et avec des réactions secondaires réprimées des cellules T dans l’hypersensibilité de type différé. Ces résultats démontrent que Drak2 s’exprime dans le compartiment des cellules T mais n’est pas spécifique aux cellules T; et aussi qu’il joue des rôles déterminants dans l’apoptose des cellules T et dans le développement des cellules mémoires T. En outre, nous avons recherché le rôle de Drak2 dans la survie des cellules beta et le diabète. L’ARNm et la protéine Drak2 ont été rapidement induits dans les cellules beta de l’îlot après stimulation exogène par les cytokines inflammatoires ou les acides gras libres et qui est présente de façon endogène dans le diabète, qu’il soit de type 1 ou de type 2. La régulation positive de Drak2 a été accompagnée d’une apoptose accrue des cellules beta. L’apoptose des cellules beta provoquée par les stimuli en question a été inhibée par la chute de Drak2 en utilisant petit ARNi. Inversement, la surexpression de Drak2 Tg a mené à l’apoptose aggravée des cellules beta déclenchée par les stimuli. La surexpression de Drak2 dans les îlots a compromis l’augmentation des facteurs anti-apoptotiques, tels que Bcl-2, Bcl-xL et Flip, sur stimulation par la cytokine et les acides gras libres. De plus, les expériences in vivo ont démontré que les souris Tg Drak2 étaient sujettes au diabète de type 1 dans un modèle de diabète provoqué par de petites doses multiples de streptozotocine et qu’elles étaient aussi sujettes au diabète de type 2 dans un modèle d’obésité induite par la diète. Nos données montrent que Drak2 est défavorable à la survie des cellules beta. Nous avons aussi étudié la voie de transmission de Drak2. Nous avons trouvé que Drak2 purifiée pouvait phosphoryler p70S6 kinase dans une analyse kinase in vitro. Lasurexpression de Drak2 dans les cellules NIT-1 a entraîné l’augmentation de la phosphorylasation p70S6 kinase tandis que l’abaissement de Drak2 dans ces cellules a réduit la phosphorylation. Ces recherches mécanistes ont prouvé que p70S6 kinase était véritablement un substrat de Drak2 in vitro et in vivo. Cette étude a découvert les fonctions importantes de Drak2 dans l’homéostasie des cellules T et le diabète. Nous avons prouvé que p70S6 kinase était un substrat de Drak2. Nos résultats ont approfondi nos connaissances de Drak2 à l’intérieur des systèmes immunitaire et endocrinien. Certaines de nos conclusions, comme les rôles de Drak2 dans le développement des cellules mémoires T et la survie des cellules beta pourraient être explorées pour des applications cliniques dans les domaines de la transplantation et du diabète.

Role of the protein tyrosine phosphatase DEP-1 in Src activation and the mediation of biological cell functions of endothelial and breast cancer cells

L’implication des protéines tyrosines phosphatases (PTPs) dans la régulation de la signalisation et la médiation des fonctions cellulaires a été bien établie dans les dernières années. Cependant, les mécanismes moléculaires par lesquels les PTPs régulent les processus fondamentaux tels que l’angiogenèse demeurent méconnus. Il a été rapporté que l’expression de la PTP DEP-1 (Density-enhanced phosphatase 1) augmente avec la densité cellulaire et corrèle avec la déphosphorylation du récepteur VEGFR2. Cette déphosphorylation contribue à l’inhibition de contact dans les cellules endothéliales à confluence et diminue l’activité du VEGFR2 en déphosphorylant spécifiquement ses résidus catalytiques Y1054/1059. De plus, la plupart des voies de signalisation en aval du VEGFR2 sont diminuées sauf la voie Src-Gab1-AKT. DEP-1 déphosphoryle la Y529 de Src et contribue à la promotion de la survie dans les cellules endothéliales. L’objectif de cette thèse est de mieux définir le rôle de DEP-1 dans la régulation de l’activité de Src et les réponses biologiques dans les cellules endothéliales. Nous avons identifié les résidus Y1311 et Y1320 dans la queue C-terminale de DEP-1 comme sites majeurs de phosphorylation en réponse au VEGF. La phosphorylation de ces résidus est requise pour l’activation de Src et médie le remodelage des jonctions cellules-cellules dépendantes de Src. Ce remodelage induit la perméabilité, l’invasion et la formation de capillaires en réponse au VEGF. Nos résultats démontrent que la phosphorylation de DEP-1 sur résidu tyrosine est requise pour diriger la spécificité de DEP-1 vers son substrat Src. Les travaux révèlent pour la première fois un rôle positif de DEP-1 sur l’induction du programme angiogénique des cellules endothéliales. En plus de la phosphorylation sur tyrosine, DEP-1 est constitutivement phosphorylé sur la thréonine 1318 situé à proximité de la Y1320 en C-terminal. Cette localisation de la T1318 suggère que ce résidu pourrait être impliqué dans la régulation de la Y1320. En effet, nous avons observé que la T1318 de DEP-1 est phosphorylée potentiellement par CK2, et que cette phosphorylation régule la phosphorylation de DEP-1 sur tyrosine et sa capacité de lier et d’activer Src. En accord avec ces résultats, nos travaux révèlent que la surexpression du mutant DEP-1 T1318A diminue le remodelage des jonctions cellules-cellules et par conséquent la perméabilité. Nos résultats suggèrent donc que la T1318 de DEP-1 constitue un nouveau mécanisme de contrôle de la phosphorylation sur tyrosine et que ceci résulte en l’activation de Src et l’induction des fonctions biologiques des cellules endothéliales en réponse au VEGF. Suite à ces travaux dans les cellules endothéliales qui démontrent un rôle positif de DEP-1 dans la médiation des réponses angiogéniques, nous avons voulu approfondir nos connaissances sur l’implication potentielle de DEP-1 dans les cellules cancéreuses où l’activité de Src est requise pour la progression tumorale. Malgré le rôle connu de DEP-1 comme suppresseur tumoral dans différents types de cancer, nous avons émis l’hypothèse que DEP-1 pourrait promouvoir les fonctions biologiques dépendantes de Src telles que la migration et l’invasion dans les cellules cancéreuses. Ainsi, nous avons observé que l’expression de DEP-1 est plus élevée dans les lignées basales de cancer du sein qui sont plus invasives comparativement aux lignées luminales peu invasives. Dans les lignées basales, DEP-1 active Src, médie la motilité cellulaire dépendante de Src et régule la localisation des protéines impliquées dans l’organisation du cytosquelette. L’analyse d’un micro-étalage de tissu a révélé que l’expression de DEP-1 est associée avec une réduction tendencielle de survie des patients. Nos résultats proposent donc, un rôle de promoteur tumoral pour DEP-1 dans la progression du cancer du sein. Les travaux présentés dans cette thèse démontrent pour la première fois que DEP-1 peut agir comme promoteur des réponses angiogéniques et du phénotype pro-invasif des lignées basales du cancer du sein probablement du à sa capacité d’activer Src. Nos résultats suggèrent ainsi que l’expression de DEP-1 pourrait contribuer à la progression tumorale et la formation de métastases. Ces découvertes laissent donc entrevoir que DEP-1 représente une nouvelle cible thérapeutique potentielle pour contrer l’angiogenèse et le développement du cancer.

Convergencia de vías de señalización en un modelo de apoptosis

La sepsis es un evento inflamatorio generalizado del organismo inducido por un daño causado generalmente por un agente infeccioso. El patógeno más frecuentemente asociado con esta entidad es el Staphylococcus aureus, responsable de la inducción de apoptosis en células endoteliales debida a la producción de ceramida. Se ha descrito el efecto protector de la proteína C activada (PCA) en sepsis y su relación con la disminución de la apoptosis de las células endoteliales. En este trabajo se analizó la activación de las quinasas AKT, ASK1, SAPK/JNK y p38 en un modelo de apoptosis endotelial usando las técnicas de Western Blotting y ELISA. Las células endoteliales (EA.hy926), se trataron con C2-ceramida (130μM) en presencia de inhibidores químicos de cada una de estas quinasas y PCA. La supervivencia de las células en presencia de inhibidores químicos y PCA fue evaluada por medio de ensayos de activación de las caspasas 3, 7 y 9, que verificaban la muerte celular por apoptosis. Los resultados evidencian que la ceramida reduce la activación de AKT y aumenta la activación de las quinasas ASK, SAPK/JNK y p38, en tanto que PCA ejerce el efecto contrario. Adicionalmente se encontró que la tiorredoxina incrementa la activación/fosforilación de AKT, mientras que la quinasa p38 induce la defosforilación de AKT.

Media damage following detergent sclerotherapy appears to be secondary to the induction of inflammation and apoptosis: an immunohistochemical study elucidating previous histological observations

Objective/Background: Traditionally, sclerotherapy has been thought to work by the cytotoxic effect of the sclerosant upon the endothelium alone. However, studies have shown that sclerotherapy is more successful in smaller veins than in larger veins. This could be explained by the penetration of the sclerosant, or its effect, into the media. This study aimed to investigate intimal and medial damage profiles after sclerosant treatment. Methods: Fresh human varicose veins were treated ex vivo with either 1% or 3% sodium tetradecyl sulphate (STS) for 1 or 10 minutes. The effect of the sclerosant on the vein wall was investigated by immunofluorescent labelling of transverse vein sections using markers for endothelium (CD31), smooth muscle (a-actin), apoptosis (p53) and inflammation (intercellular adhesion molecule-1 [ICAM-1]). Polidocanol (POL; 3%) treatment at 10 minutes was similarly investigated. Results: Endothelial cell death was concentration- and time-dependent for STS but incomplete for both sclerosants. Time, but not concentration, significantly affected cell death (p > .001). A 40% and 30% maximum reduction was observed for STS and POL, respectively. Destruction of 20e30% of smooth muscle cells was found up to 250 mm from the lumen after 3% STS treatment for 10 minutes. POL treatment for 10 minutes showed inferior destruction of medial cells. Following STS treatment and 24-hour tissue culture, p53 and ICAM-1 were upregulated to a depth of around 300 mm. This effect was not observed with POL. Conclusion: Inflammatory and apoptotic markers show the same distribution as medial cell death, implying that sclerotherapy with STS works by inducing apoptosis in the vein wall rather than having an effect restricted to the endothelium. Incomplete loss of endothelial cells and penetration of the sclerosant effect up to 250 mm into the media suggest that medial damage is crucial to the success of sclerotherapy and may explain why it is less effective in larger veins.

Protective effects of bone marrow mononuclear cell therapy on lung and heart in an elastase-induced emphysema model

We hypothesized that bone marrow-derived mononuclear cell (BMDMC) therapy protects the lung and consequently the heart in experimental elastase-induced emphysema. Twenty-four female C57BL/6 mice were intratracheally instilled with saline (C group) or porcine pancreatic elastase (E group) once a week during 4 weeks. C and E groups were randomized into subgroups receiving saline (SAL) or male BMDMCs (2 x 10(6), CELL) intravenously 3 h after the first saline or elastase instillation. Compared to E-SAL group, E-CELL mice showed, at 5 weeks: lower mean linear intercept, neutrophil infiltration, elastolysis, collagen fiber deposition in alveolar septa and pulmonary vessel wall, lung cell apoptosis, right ventricle wall thickness and area, higher endothelial growth factor and insulin-like growth factor mRNA expressions in lung tissue, and reduced platelet-derived growth factor, transforming growth factor-beta, and caspase-3 expressions. In conclusion, BMDMC therapy was effective at modulating the inflammatory and remodeling processes in the present model of elastase-induced emphysema. (c) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Hematopoietic and endothelial progenitor cell trafficking in patients with myeloproliferative diseases

BACKGROUND AND OBJECTIVES. The presence of circulating hematopoietic progenitor cells in patients with myeloproliferative diseases (MPD) has been described. However, the exact nature of such progenitor cells has not been specified until now. The aim of this work was to investigate the presence of endothelial precursor cells in the blood of patients with MPD and to assess the role of the endothelial cell lineage in the pathophysiology of this disease. DESIGN AND METHODS. Endothelial progenitor cell marker expression (CD34, prominin (CD133), kinase insert domain receptor (KDR) or vascular endothelial growth factor receptor 2 (VEGFR2), and von Willebrand factor) was assessed in the blood of 53 patients with MPD by quantitative polymerase chain reaction. Clonogenic stem cell assays were performed with progenitor cells and monocytes to assess differentiation towards the endothelial cell lineage. The patients' were divided according to whether they had essential thrombocythemia (ET, n=17), polycythemia vera (PV, n=21) or chronic idiopathic myelofibrosis (CIMF, n=15) and their data compared with data from normal controls (n=16) and patients with secondary thrombo- or erythrocytosis (n=17). RESULTS. Trafficking of CD34-positive cells was increased above the physiological level in 4/17 patients with ET, 5/21 patients with PV and 13/15 patients with CIMF. A subset of patients with CIMF co-expressed the markers CD34, prominin (CD133) and KDR, suggesting the presence of endothelial precursors among the circulating progenitor cells. Clonogenic stem cell assays confirmed differentiation towards both the hematopoietic and the endothelial cell lineage in 5/10 patients with CIMF. Furthermore, the molecular markers trisomy 8 and JAK2 V617F were found in the grown endothelial cells of patients positive for trisomy 8 or JAK2 V617F in the peripheral blood, confirming the common clonal origin of both hematopoietic and endothelial cell lineages. INTERPRETATION AND CONCLUSIONS. Endothelial precursor cells are increased in the blood of a subset of patients with CIMF, and peripheral endothelial cells bear the same molecular markers as hematopoietic cells, suggesting a primary role of pathological endothelial cells in this disease.

Dextran sulfate modulates MAP kinase signaling and reduces endothelial injury in a rat aortic clamping model

OBJECTIVE: Mitogen-activated protein kinases (MAPKs), including JNK, p38, and ERK1/2, noticeably influence ischemia/reperfusion injury (IRI). The complement inhibitor dextran sulfate (DXS) associates with damaged endothelium denudated of its heparan sulfate proteoglycan (HSPG) layer. Other glycosaminoglycan analogs are known to influence MAPK signaling. Hypothetically therefore, targeted intravascular cytoprotection by DXS may function in part through influencing MAPK activation to reduce IRI-induced damage of the vasculature. METHODS: IRI of the infrarenal aorta of male Wistar rats was induced by 90 minutes clamping followed by 120 minutes reperfusion. DXS (5 mg/mL) or physiologic saline (NaCl controls) was infused locally into the ischemic aortic segment immediately prior to reperfusion. Ninety minutes ischemia-only and heparinase infusion (maximal damage) experiments, as well as native rat aorta, served as controls. Aortas were excised following termination of the experiments for further analysis. RESULTS: DXS significantly inhibited IRI-induced JNK and ERK1/2 activation (P = .043; P =.005) without influencing the p38 pathway (P =.110). Reduced aortic injury, with significant inhibition of apoptosis (P = .032 for DXS vs NaCl), correlated with decreased nuclear factor kappaB translocation within the aortic wall. DXS treatment clearly reduced C1q, C4b/c, C3b/c, and C9 complement deposition, whilst preserving endothelial cell integrity and reducing reperfusion-induced HSPG shedding. Protection was associated with binding of fluorescein labeled DXS to ischemically damaged tissue. CONCLUSIONS: Local application of DXS into ischemic vasculature immediately prior to reperfusion reduces complement deposition and preserves endothelial integrity, partially through modulating activation of MAPKs and may offer a new approach to tackle IRI in vascular surgical procedures. CLINICAL RELEVANCE: The purpose of the present study was to determine the role of dextran sulfate (DXS), a glycosaminoglycan analog and complement inhibitor, in modulating intracellular MAPK signaling pathways, reducing complement activation and ultimately attenuating ischemia/reperfusion injury (IRI) in a rat aortic-clamping model, in part a surrogate model to study the microvasculature. The study shows a role for DXS in ameliorating endothelial injury by reducing IRI-mediated damage and intravascular, local inflammation in the affected aortic segment. DXS may be envisaged as an endothelial protectant in vascular injury, such as occurs during vascular surgical procedures.