Lipoxin A₄ prevents the progression of de novo and established endometriosis in a mouse model by attenuating prostaglandin E₂ production and estrogen signaling.

Endometriosis, a leading cause of pelvic pain and infertility, is characterized by ectopic growth of endometrial-like tissue and affects approximately 176 million women worldwide. The pathophysiology involves inflammatory and angiogenic mediators as well as estrogen-mediated signaling and novel, improved therapeutics targeting these pathways are necessary. The aim of this study was to investigate mechanisms leading to the establishment and progression of endometriosis as well as the effect of local treatment with Lipoxin A4 (LXA₄), an anti-inflammatory and pro-resolving lipid mediator that we have recently characterized as an estrogen receptor agonist. LXA₄ treatment significantly reduced endometriotic lesion size and downregulated the pro-inflammatory cytokines IL-1β and IL-6, as well as the angiogenic factor VEGF. LXA₄ also inhibited COX-2 expression in both endometriotic lesions and peritoneal fluid cells, resulting in attenuated peritoneal fluid Prostaglandin E₂ (PGE₂) levels. Besides its anti-inflammatory effects, LXA₄ differentially regulated the expression and activity of the matrix remodeling enzyme matrix metalloproteinase (MMP)-9 as well as modulating transforming growth factor (TGF)-β isoform expression within endometriotic lesions and in peritoneal fluid cells. We also report for first time that LXA₄ attenuated aromatase expression, estrogen signaling and estrogen-regulated genes implicated in cellular proliferation in a mouse model of disease. These effects were observed both when LXA₄ was administered prior to disease induction and during established disease. Collectively, our findings highlight potential targets for the treatment of endometriosis and suggest a pleotropic effect of LXA₄ on disease progression, by attenuating pro-inflammatory and angiogenic mediators, matrix remodeling enzymes, estrogen metabolism and signaling, as well as downstream proliferative pathways.

Salivary gland cancer in Finland: Incidence, histological distribution, outcome and prognostic factors

Salivary gland cancer (SGC) is a rare cancer. The histological classification of SGC is complex and its biological behavior highly variable: it may vary from a low-grade tumor to a high-grade and often fatal malignancy. These circumstances make this cancer a diagnostic and therapeutic challenge. Older age and exposure to ionizing radiation are known risk factors. The mainstay of treatment is surgery combined with adjuvant radiation therapy, when appropriate. In addition to the histological type, the only well known prognostic factor is the TNM classification, which describes the tumor size and the amount of metastases. This study was performed using a full population-based nationwide cohort of SGC patients and tumors diagnosed in Finland in 1991-1996. The annual incidence of SGC in the entire population was, on average, 47.7 per year. By histological re-evaluation of 237 specimens the most frequent histological types were the adenoid cystic carcinoma (n=65; 27%), the mucoepidermoid carcinoma (n=45; 19%) and the acinic cell carcinoma (n=41; 17%). The highest 10-year disease-specific survival rate occurred among patients with acinic cell carcinoma (90%), followed by mucoepidermoid carcinoma (81%) and adenoid cystic carcinoma (60%). A high volume-corrected index (VCI) of Ki-67 correlated with worse survival of patients with SGC. Computer-assisted morphometric analyses of CD34-positive vessels indicated an unfavorable prognosis for patients with mucoepidermoid carcinoma and an association with poor survival among patients with acinic cell carcinoma. A high level of expression of matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) showed a trend for a poorer prognosis in salivary duct carcinoma, and a high level of MMP-13 and a low level of MMP-1 had a trend for a poorer prognosis of patients with SGC. A low level of MMP-7 was associated with a poor prognosis of patients with acinic cell and mucoepidermoid carcinoma.

Inhibitors of human collagenase, MMP1

Different common drugs (Meloxicam, Tenoxicam and Piroxicam, and sodium alendronate) were tested both experimental and theoretically as inhibitors of interstitial human collagenase, also known as matrix metalloproteinase 1 (MMP-1). The in vitro collagenase activity, alone and in the presence of inhibitors, was quantified by the reaction with a fluorescent synthetic substrate and measuring the change of emission. Collagenase-inhibitor interaction was studied theoretically by computational calculations. Three among the four tested substances showed moderate inhibiting activity against the human collagenase.

Studies on 68Ga-Based Agents for PET Imaging of Cancer and Inflammation

Studies on ⁶⁸Ga-Based Agents for PET Imaging of Cancer and Inflammation Positron emission tomography (PET) is based on the use of radiolabeled agents and facilitates in vivo imaging of biological processes, such as cancer. Because the detection of cancer is demanding and is often obscured by inflammation, there is a demand for better PET imaging agents. The aim was to preliminarily evaluate new PET agents for imaging cancer and inflammation using experimental models. ⁶⁸Ga-chloride and peptides, ⁶⁸Ga-labeled through 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid (DOTA), targeting matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) were tested for tumor imaging. In addition, a ⁶⁸Ga-DOTA-conjugated peptide targeting vascular adhesion protein-1 (VAP-1), was tested for inflammation imaging. The ⁶⁸Ga-based imaging agents described here showed potential features by passing the essential in vitro tests, proceeding further to preclinical in vivo evaluation and being able to visualize the target. The target uptake and target-to-background ratios of ⁶⁸Ga-based agents were, however, not optimal. ⁶⁸Ga-chloride showed slow clearance caused by its binding to blood transferrin. In the case of ⁶⁸Ga-DOTA-peptides low in vivo stability and/or low lipophilicity led to too rapid blood clearance and urinary excretion. The properties of ⁶⁸Ga-labeled peptides are modifiable, as shown with matrix metalloproteinase-9 targeting ligands. In the conclusion of this PhD thesis, ⁶⁸Ga-based agents for PET imaging of cancer and inflammation could be applied in the development of drugs, earlier diagnostics and following-up of the efficacy of therapies.

Regulation of pituitary hormones and cell proliferation by components of the extracellular matrix

The extracellular matrix is a three-dimensional network of proteins, glycosaminoglycans and other macromolecules. It has a structural support function as well as a role in cell adhesion, migration, proliferation, differentiation, and survival. The extracellular matrix conveys signals through membrane receptors called integrins and plays an important role in pituitary physiology and tumorigenesis. There is a differential expression of extracellular matrix components and integrins during the pituitary development in the embryo and during tumorigenesis in the adult. Different extracellular matrix components regulate adrenocorticotropin at the level of the proopiomelanocortin gene transcription. The extracellular matrix also controls the proliferation of adrenocorticotropin-secreting tumor cells. On the other hand, laminin regulates the production of prolactin. Laminin has a dynamic pattern of expression during prolactinoma development with lower levels in the early pituitary hyperplasia and a strong reduction in fully grown prolactinomas. Therefore, the expression of extracellular matrix components plays a role in pituitary tumorigenesis. On the other hand, the remodeling of the extracellular matrix affects pituitary cell proliferation. Matrix metalloproteinase activity is very high in all types of human pituitary adenomas. Matrix metalloproteinase secreted by pituitary cells can release growth factors from the extracellular matrix that, in turn, control pituitary cell proliferation and hormone secretion. In summary, the differential expression of extracellular matrix components, integrins and matrix metalloproteinase contributes to the control of pituitary hormone production and cell proliferation during tumorigenesis.

Prostate-specific membrane antigen can promote in vivo osseous metastasis of prostate cancer cells in mice

Reports remain insufficient on whether and how prostate-specific membrane antigen (PSMA) can influence in vivo osseous metastasis of prostate cancer (PCa). In the present study, the authors induced stable expression of PSMA in mouse PCa cell line RM-1. In vivo osseous metastasis was induced in 37 6-week-old female C57BL/6 mice weighing 22.45 ± 0.456 g. RM-1 cells were actively injected into the femoral bone cavity, leading to bilateral dissymmetry of bone density in the femoral bone. Tumor cells were also detected in bone tissue by pathological examination. The impact on bone density was demonstrated by the significant difference between animals injected with RM-PSMA cells (0.0738 ± 0.0185 g/cm²) and animals injected with RM-empty plasmid cells (0.0895 ± 0.0241 g/cm²). The lytic bone lesion of the RM-PSMA group (68.4%) was higher than that of the control group (27.8%). Immunohistochemistry showed that the expression of both vascular endothelial growth factor (VEGF) and matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) was distinctly higher in the RM-PSMA group than in the control group, while ELISA and Western blot assay indicated that VEGF and MMP-9 were higher in the RM-PSMA group compared to the control group (in vitro). Thus, the present study proposed and then confirmed for the first time that PSMA can promote in vivo osseous metastasis of PCa by increasing sclerotic destruction of PCa cells. Further analyses also suggested that PSMA functions positively on the invasive ability of RM-1 by increasing the expression of MMP-9 and VEGF by osseous metastases in vivo

SIRT1 negatively regulates amyloid-beta-induced inflammation via the NF-κB pathway

Chronic inflammation induced by amyloid-beta (Aβ) plays a key role in the development of age-related macular degeneration (AMD), and matrix metalloproteinase-9 (MMP-9), interleukin (IL)-6, and IL-8 may be associated with chronic inflammation in AMD. Sirtuin 1 (SIRT1) regulates inflammation via inhibition of nuclear factor-kappa B (NF-κB) signaling, and resveratrol has been reported to prevent Aβ-induced retinal degeneration; therefore, we investigated whether this action was mediated via activation of SIRT1 signaling. Human adult retinal pigment epithelial (RPE) cells were exposed to Aβ, and overactivation and knockdown of SIRT1 were performed to investigate whether SIRT1 is required for abrogating Aβ-induced inflammation. We found that Aβ-induced RPE barrier disruption and expression of IL-6, IL-8, and MMP-9 were abrogated by the SIRT1 activator SRT1720, whereas alterations induced by Aβ in SIRT1-silenced RPE cells were not attenuated by SRT1720. In addition, SRT1720 inhibited Aβ-mediated NF-κB activation and decrease of the NF-κB inhibitor, IκBα. Our findings suggest a protective role for SIRT1 signaling in Aβ-dependent retinal degeneration and inflammation in AMD.

Effect of microRNA-21 on the proliferation of human degenerated nucleus pulposus by targeting programmed cell death 4

This study aims to explore the effect of microRNA-21 (miR-21) on the proliferation of human degenerated nucleus pulposus (NP) by targeting programmed cell death 4 (PDCD4) tumor suppressor. NP tissues were collected from 20 intervertebral disc degeneration (IDD) patients, and from 5 patients with traumatic spine fracture. MiR-21 expressions were tested. NP cells from IDD patients were collected and divided into blank control group, negative control group (transfected with miR-21 negative sequences), miR-21 inhibitor group (transfected with miR-21 inhibitors), miR-21 mimics group (transfected with miR-21 mimics) and PDCD4 siRNA group (transfected with PDCD4 siRNAs). Cell growth was estimated by Cell Counting Kit-8; PDCD4, MMP-2,MMP-9 mRNA expressions were evaluated by qRT-PCR; PDCD4, c-Jun and p-c-Jun expressions were tested using western blot. In IDD patients, the expressions of miR-21 and PDCD4 mRNA were respectively elevated and decreased (both P<0.05). The miR-21 expressions were positively correlated with Pfirrmann grades, but negatively correlated with PDCD4 mRNA (both P<0.001). In miR-21 inhibitor group, cell growth, MMP-2 and MMP-9 mRNA expressions, and p-c-Jun protein expressions were significantly lower, while PDCD4 mRNA and protein expressions were higher than the other groups (all P<0.05). These expressions in the PDCD4 siRNA and miR-21 mimics groups was inverted compared to that in the miR-21 inhibitor group (all P<0.05). MiR-21 could promote the proliferation of human degenerated NP cells by targeting PDCD4, increasing phosphorylation of c-Jun protein, and activating AP-1-dependent transcription of MMPs, indicating that miR-21 may be a crucial biomarker in the pathogenesis of IDD.

Étude de l'activité anti-cancéreuse du PCK3145, un peptide dérivé de PSP-94, sur les cancers hématologiques

Le PCK3145 est un peptide de 15 acides aminés inhibant la sécrétion de MMP-9 et démontrant une activité anti-tumorale contre le cancer de la prostate. Comme les cancers hématologiques sécrètent MMP-9, nous avons donc évalué l’effet du PCK3145 sur ces cancers. Nous avons démontré que les lignées humaines de lymphome non- Hodgkinien (LNH) SR et de myélome multiple RPMI-8226 ainsi que la lignée murine de mastocytome P815 ont une prolifération réduite suite à une exposition au PCK3145. Ce peptide diminue également la clonogénicité de ces cellules. In vivo, le PCK3145 diminue significativement la croissance des tumeurs sous-cutanées P815 comparativement au PBS (p<0.001) et aux peptides contrôles (« scrambled peptide » (p<0.05) et PCK5266 (p<0.01)). De plus, le traitement au PCK3145 diminue le nombre de métastases au niveau du foie par rapports aux contrôles (p<0.05). Les niveaux de MMP-9 dans le sang des souris traitées au PCK3145 sont similaires à ceux dans le sang des souris sans tumeur. Par contre, chez les souris recevant le PBS ou le « scrambled peptide », les niveaux de MMP-9 étaient significativement plus élevés que dans les souris sans tumeur et les souris traitées au PCK3145 (p<0.05). De surcroît, dans un modèle de xénogreffe, le PCK3145 diminue significativement la croissance des lymphomes SR par rapport au PBS (p<0.01) et au « scrambled peptide » (p<0.001). Ces résultats indiquent que le PCK3145 possède une activité anti-tumorale et pourrait représenter un agent intéressant pour le traitement de plusieurs cancers hématologiques.

L’étude de l’interaction entre les chondrocytes et le collagène modifié par le 4-Hydroxynonénal : implication dans le développement de l’arthrose

OBJECTIF: Récemment, nous avons démontré que la modification du collagène type II (Col II) par le 4-hydroxynonénal (HNE), un produit de la peroxydation lipidique, est augmentée dans le cartilage arthrosique sans qu’on sache la signification de cette augmentation dans la pathogenèse de l’arthrose. L’objectif de cette étude vise à démontrer que cette modification affecte l’interaction chondrocytes/matrice extracellulaire (MEC) et en conséquence induit des changements phénotypiques et fonctionnels de ces cellules. METHODES: Des plaques de culture ont été préalablement cotées avec du Col II puis traitées avec du HNE (0.1-2 mM) excepté le puits contrôle. Les chondrocytes ont été ensuite ensemencés puis incubés pendant 48 heures. La viabilité des cellules est évaluée par le test MTT. Le Western blot est utilisé pour mesurer l’expression des molécules d’adhésion (l’ICAM-1 et l’intégrine α1β1), de la cyclooxygenase-2 (COX-2), du Col II ainsi que la phosphorylation de la p38 MAPK, ERK1/2 et NF-κB-p65. La RT-PCR en temps réel est utilisée pour mesurer l’expression de l’ARNm de l’ICAM-1, des intégrines α1β1, de la COX-2 et de la métalloprotéinases-13 (MMP-13). La détermination de l’expression de l’ICAM-1 à la surface des cellules est réalisée par cytométrie de flux. Des kits commerciaux ont servi pour mesurer le niveau de la MMP-13, de la prostaglandine E2 (PGE2), de l’activité de la caspase-8 et de la phosphorylation de la p38 MAPK, ERK1/2 et NF-κB-p65. RESULTATS: La modification du Col II par 0.2 mM HNE induit significativement l’expression des molécules d’adhésion telles que l’ICAM-1 et l’intégrine α1β1, de la MMP-13 sans avoir un effet sur la morphologie, la survie et le phénotype cellulaires. Nos résultats montrent aussi une forte augmentation de la phosphorylation de la p38 MAPK, d’ERK1/2 et de NF-κB-p65. Cependant, la modification du Col II par 2 mM HNE affecte la morphologie et la viabilité cellulaires et induit l’activité de la caspase-8. Elle inhibe fortement l’expression des integrines α1β1 et du Col II ainsi que la phosphorylation de l’ERK1/2 et de NF-κB-p65, mais par contre, induit significativement la production de la COX-2 et son produit la PGE2 ainsi que la phosphorylation de la p38 MAPK. Fait intéressant, le prétraitement des complexes HNE/Col II par 0.1 mM de carnosine empêche les changements phénotypiques et fonctionnels des chondrocytes. CONCLUSION : Ces nouveaux résultats suggèrent le rôle important de la modification du Col II par le HNE dans l’arthrose, en affectant le phénotype et le fonctionnement cellulaires des chondrocytes. La carnosine, par sa capacité de neutraliser le HNE, a révélé d’être un agent promoteur dans le traitement de l’arthrose.

Stress oxydatif cérébrovasculaire et rupture de la barrière hémato-encéphalique dans le syndrome de Wernicke-Korsakoff expérimental

Le syndrome de Wernicke-Korsakoff (SWK) est un désordre neuropsychiatrique causé par la déficience en thiamine (DT). Dans la DT expérimentale comme dans le SWK, on observe une mort neuronale et des hémorragies dans certaines régions précises du diencéphale et du tronc cérébral. Les lésions diencéphaliques du SWK sont particulièrement sévères et entraînent souvent des séquelles amnésiques permanentes. Le lien entre la dysfonction métabolique induite par la DT et la mort neuronale n’est pas connu. Des rapports précédents ont démontré que la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique (BHE) était altérée et ce, précédant l’apparition du dommage neuronal, suggérant un rôle critique de la dysfonction vasculaire. Les jonctions serrées (JS) interendothéliales, la base anatomique de la BHE, constituent un réseau moléculaire incluant l’occludin et les zonula occludens (ZOs). Cette thèse démontre une perte d’expression et une altération de la morphologie de ces protéines en relation avec la dysfonction de la BHE dans le thalamus de souris déficientes en thiamine, fournissant une explication pour la présence d’hémorragies. Le stress oxydatif peut entraîner des dommages directs aux protéines des JS et interférer avec leurs mécanismes de régulation. De plus, l’oxyde nitrique (NO) peut induire la métalloprotéinase matricielle-9 (MMP-9) impliquée dans la dégradation de ces protéines. L’endothélium vasculaire cérébral (EVC) semble être une source importante de NO dans la DT, l’expression de l’oxyde nitrique synthase endothéliale (eNOS) étant sélectivement induite dans les régions vulnérables. Le NO peut réagir avec les espèces réactives oxygénées et former du peroxynitrite, entraînant un stress oxydatif/nitrosatif endothélial. Les résultats présentés démontrent que la délétion du gène de eNOS prévient le stress oxydatif/nitrosatif cérébrovasculaire, l’extravasation des immunoglobulins G (IgGs) et l’altération de l’occludin et des ZOs dans le thalamus de souris déficientes en thiamine. De plus, cette délétion prévient l’induction de l’expression de MMP-9 dans l’EVC. Des résultats similaires ont été obtenus avec l’antioxydant N-acétylcystéine (NAC). Les mécanismes précis par lesquels les espèces réactives altèrent les protéines des JS sont inconnus. Caveolin-1, une composante majeure du caveolæ de l’EVC, est impliquée dans la régulation de l’expression des protéines des JS, et celle-ci est modulée par le stress oxydatif/nitrosatif; l’altération de l’expression de caveolin-1 a été récemment associée à la rupture de la BHE. Les résultats présentés démontrent que l’expression de caveolin-1 est sélectivement altérée dans l’EVC du thalamus de souris déficientes en thiamine, coïcidant avec la rupture de la BHE, et démontrent que la normalisation de l’expression de caveolin-1 par le NAC est associée avec l’atténuation du dommage à la BHE. Pris ensemble, ces résultats démontrent un rôle central du stress oxydatif/nitrosatif cérébrovasculaire, particulièrement celui provenant de eNOS, dans l’altération des JS de la BHE via des dommages directs et via l’induction de MMP-9 et de caveolin-1. Cette rupture de la BHE contribue par conséquent à la mort neuronale dans le thalamus, puisque la prévention des altérations cérébrovasculaires par la délétion du gène de eNOS et le NAC atténue significativement la mort neuronale. L’administration précoce d’antioxydants en combinaison avec la thiamine devrait donc être une considération importante pour le traitement du SWK.

Le rôle de la barrière hémato-encéphalique dans la pathogénèse de l'oedème chez des rats souffrant d'insuffisance hépatique chronique

L’œdème cérébral est une complication associée à l’encéphalopathie hépatique (EH) lors d’une insuffisance hépatique chronique (cirrhose du foie). Présentement, l’origine de sa pathogenèse, vasogénique (rupture de la barrière hémato-encéphalique (BHE)) ou cytotoxique (prise anormale d’ions), n’a pas encore été déterminée. Il a été démontré que le co-transporteur Na-K-Cl (NKCC1) du côté luminal des microvaisseaux sanguins cérébraux (CMV) joue un rôle dans le développement de l’œdème cérébral dans des modèles d’ischémie où la bumetanide, un inhibiteur de NKCC, atténue l’œdème cérébral. Deux modèles d’EH ont été utilisés pour cette étude i) la ligature de la voie biliaire (BDL) qui présente l’hyperammoniémie chronique, l’œdème cérébral et le stress oxydatif systémique ; ii) l’anastomose portocave (PCA) qui présente de l’hyperammoniémie chronique seulement. Les buts du projet étaient de: i) définir l’origine du développement de l’œdème chez les rats BDL en étudiant l’extravasation de macromolécules, les jonctions serrées et l’activation des métalloprotéinases matricielles de la BHE; ii) observer les effets de l’hyperammoniémie chronique indépendamment sur la BHE chez les rats PCA; iii) évaluer le rôle de l’hyperammoniémie et du stress oxydatif et iv) étudier le rôle du NKCC1 dans les CMV dans la pathogenèse de l’œdème cérébral. Les résultats du projet démontrent que l’œdème est d’origine cytotoxique chez les rats BDL et que l’intégrité de la BHE est conservée chez les rats PCA malgré l’hyperammoniémie. L’expression génique du NKCC1 est associée à l’œdème mais pas son expression protéique et sa phosphorylation. Enfin, l’étude démontre que l’hyperammoniémie et le stress oxydatif indépendant ne jouent pas un rôle dans la pathogenèse de l’œdème mais suggère qu’ils y aient un effet synergique.

Contribution de l’hypoxie et du facteur hif1a à la guérison cutanée chez le cheval

Le cheval est souvent victime de plaies traumatiques, dont la guérison est fréquemment problématique, et ce, principalement quand la plaie survient sur le membre. Il est courant de voir chez le cheval le développement d’un tissu de granulation exubérant ou « bouton de chair », qui mène à une cicatrisation excessive due à la surproduction de tissu fibreux. Ce tissu cicatriciel, non épithélialisé, est caractérisé par une occlusion au niveau de la microcirculation due à l’hypertrophie des cellules endothéliales, qui laisse supposer la présence d’hypoxie tissulaire. Une hypoxie relative a effectivement été mesurée par spectroscopie dans le proche infrarouge au niveau des plaies appendiculaires prédisposées au développement de tissu de granulation exubérant, par rapport aux plaies corporelles. De plus, une étude thermographique a révélé un patron spatial similaire de la perfusion. Au niveau moléculaire, la littérature rapporte que le facteur de transcription «hypoxia inducible factor» (HIF) est à l’origine de plusieurs changements dans les niveaux d’expression de divers gènes régulés par l’hypoxie. L’objectif du présent projet de recherche était de définir la contribution de l’hypoxie à la guérison cutanée chez le cheval. Le premier volet (in vivo) du projet visait à mesurer l’expression protéique temporelle du HIF1A dans des échantillons tissulaires en provenance de plaies cutanées guérissant normalement et d’autres développant une cicatrisation excessive, selon divers sites anatomiques (tronc, membre). Les résultats obtenus suggèrent que la mesure de HIF1A, dans les échantillons pluricellulaires de cette étude, reflète l’épithélialisation de la plaie plutôt que les niveaux d’oxygène tissulaire. En effet, le HIF1A semble réguler l’homéostasie et la prolifération des kératinocytes. Le second volet (in vitro), consistait en la mise en culture de fibroblastes dermiques équins provenant du tronc ou du membre, en condition de normoxie ou d’hypoxie (à 1% d’O2 ou à l’aide d’un mimétique, le CoCl2) afin d’en étudier le comportement (capacités de prolifération et de synthèse protéique). Les résultats obtenus soutiennent une contribution de l’hypoxie à la cicatrisation extensive chez le cheval puisque l’hypoxie favorise la prolifération des fibroblastes en plus d’encourager la synthèse de collagène de type 1 et de diminuer la synthèse de la métalloprotéinase de type 2. Les changements observés semblent dépendre de facteurs extrinsèques (environnementaux) car les fibroblastes dermiques se comportent de façon similaire indépendamment de la provenance anatomique. En somme, les deux volets de l’étude ont permis d’élucider une part des mécanismes sous-jacents à la formation du tissu de granulation exubérant lors de guérison cutanée chez le cheval. La poursuite des recherches dans ce domaine mènera à une meilleure compréhension de la pathologie et ainsi, permettra de développer des méthodes de traitement spécifiques à la condition.

Identification et caractérisation des principaux fragments du collagène de type II du cartilage équin, produit in vitro par l'enzyme cathepsine K

La dégradation protéolytique du collagène de type II est considérée comme étant un facteur majeur dans le processus irréversible de dégradation de la matrice cartilagineuse lors d’ostéoarthrose. Outre les collagénases de la famille des métaloprotéinases de la matrice (MMP-1, -8, -13), la cathepsine K est parmi les seules enzymes susceptibles de dégrader la triple hélice intacte du collagène de type II, devenant ainsi un élément pertinent pour les recherches sur l’ostéoarthrose. L’objectif à court terme de notre étude consiste en l’identification et la caractérisation de sites de clivage spécifiques de la cathepsine K sur le collagène de type II équin. La technique d’électrophorèse SDS-PAGE 1D permet la visualisation des produits de digestion et la validation des résultats de la caractérisation moléculaire des fragments protéolytiques. La caractérisation est réalisée en combinant la digestion trypsique précédant l’analyse HPLC-ESI/MS. Les résultats ont permis d’établir les sites, présents sur la carte peptidique de la molécule de collagène de type II équin, des 48 résidus prolines (P) et 5 résidus lysines (K) supportant une modification post-traductionnelle. De plus, 6 fragments majeurs, différents de ceux produits par les MMPs, sont observés par SDS-PAGE 1D puis confirmés par HPLC-ESI/MS, correspondant aux sites suivants : F1 [G189-K190], F2 [G252-P253], F3 [P326-G327], F4 [P428-G429], F5 [P563-G564] et F6 [P824-G825]. Le fragment F1 nouvellement identifié suggère un site de clivage différent de l’étude antérieure sur le collagène de type II bovin et humain. L’objectif à long terme serait le développement d’anticorps spécifiques au site identifié, permettant de suivre l’activité protéolytique de la cathepsine K par immunohistochimie et ÉLISA, dans le cadre du diagnostic de l’ostéoarthrose.

Régulation de l'expression de PPARγ dans l'arthrose

L’arthrose (OA) est une maladie dégénérative très répondue touchant les articulations. Elle est caractérisée par la destruction progressive du cartilage articulaire, l’inflammation de la membrane synoviale et le remodelage de l’os sous chondral. L’étiologie de cette maladie n’est pas encore bien définie. Plusieurs études ont été menées pour élucider les mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans le développement de l’OA. Les effets protecteurs du récepteur activé par les proliférateurs de peroxysomes gamma (PPARγ) dans l'OA sont bien documentés. Il a été démontré que PPARγ possède des propriétés anti-inflammatoires et anti-cataboliques. Aussi, plusieurs stimuli ont été impliqués dans la régulation de l’expression de PPARγ dans différents types cellulaires. Cependant, les mécanismes exacts responsables de cette régulation ainsi que le profil de l’expression de ce récepteur au cours de la progression de l’OA ne sont pas bien connus. Dans la première partie de nos travaux, nous avons essayé d’élucider les mécanismes impliqués dans l’altération de l’expression de PPARγ dans cette maladie. Nos résultats ont confirmé l’implication de l’interleukine-1β (IL-1β), une cytokine pro-inflammatoire, dans la réduction de l’expression de PPARγ au niveau des chondrocytes du cartilage articulaire. Cet effet coïncide avec l'induction de l’expression du facteur de transcription à réponse précoce de type 1 (Egr-1). En plus, la diminution de l'expression de PPARγ a été associée au recrutement d'Egr-1 et la réduction concomitante de la liaison de Sp1 au niveau du promoteur de PPARγ. Dans la deuxième partie de nos travaux, nous avons évalué le profil d’expression de ce récepteur dans le cartilage au cours de la progression de cette maladie. Le cochon d’inde avec OA spontanée et le chien avec OA induite par rupture du ligament croisé antérieur (ACLT) deux modèles animaux d’OA ont été utilisés pour suivre l’expression des trois isoformes de PPARs : PPAR alpha (α), PPAR béta (β) et PPAR gamma (γ) ainsi que la prostaglandine D synthase hématopoïétique (H-PGDS) et la prostaglandine D synthase de type lipocaline (L-PGDS) deux enzymes impliquées dans la production de l’agoniste naturel de PPARγ, la 15-Deoxy-delta(12,14)-prostaglandine J(2) (15d-PGJ2). Nos résultats ont démontré des changements dans l’expression de PPARγ et la L-PGDS. En revanche, l’expression de PPARα, PPARβ et H-PGDS est restée stable au fil du temps. La diminution de l’expression de PPARγ dans le cartilage articulaire semble contribuer au développement de l’OA dans les deux modèles animaux. En effet, le traitement des chondrocytes par de siRNA dirigé contre PPARγ a favorisé la production des médiateurs arthrosiques tels que l'oxyde nitrique (NO) et la métalloprotéase matricielle de type 13 (MMP-13), confirmant ainsi le rôle anti-arthrosique de ce récepteur. Contrairement à ce dernier, le niveau d'expression de la L-PGDS a augmenté au cours de la progression de cette maladie. La surexpression de la L-PGDS au niveau des chondrocytes humains a été associée à la diminution de la production de ces médiateurs arthrosiques, suggérant son implication dans un processus de tentative de réparation. En conclusion, l’ensemble de nos résultats suggèrent que la modulation du niveau d’expression de PPARγ, de la L-PGDS et d’Egr-1 au niveau du cartilage articulaire pourrait constituer une voie thérapeutique potentielle dans le traitement de l’OA et probablement d’autres formes d'arthrite.