Role of cytokines in mediating mechanical hypernociception in a model of delayed-type hypersensitivity in mice

In the present study, we used the electronic version of the von Frey test to investigate the role of cytokines (TNF-alpha and IL-1 beta) and chemokines (KC/CXCL-1) in the genesis of mechanical hypernociception during antigen-induced inflammation in mice. The nociceptive test consisted of evoking a hindpaw flexion reflex with a hand-held force transducer (electronic anesthesiometer) adapted with a 0.5 mm(2) polypropylene tip. The intraplantar administration of methylated bovine serum albumin (mBSA) in previously immunized (IM), but not in sham-immunized (SI) mice, induced mechanical hypernociception in a dose-dependant manner. Hypernociception induced by antigen was reduced in animals pretreated with IL-lra and reparixin (a non-competitive allosteric inhibitor of CXCR2), and in TNF receptor type 1 deficient (TNFR1-/-) mice. Consistently, antigen challenge induced a time-dependent release of TNF-alpha, IL-1 beta and KC/CXCL-1 in IM, but not in SI, mice. Consistently, antigen challenge induced a time-dependent release of TNF-alpha, IL-1 beta and KC/CXCL-1 in IM, but not in SI, mice. The increase in TNF-alpha levels preceded the increase in IL-1 beta and KC/CXCL1. Antigen-induced release of IL-1 beta and KC/CXCL1 was reduced in TNFR1-/- mice, and TNF-alpha induced hypernociception was inhibited by IL-lra and reparixin. Hypernociception induced by IL-1 beta in immunized mice was inhibited by indomethacin, whereas KC/CXCL1-induced hypernociception was inhibited by indomethacin and guanethidine, Antigen-induced hypernociception was reduced by indomethacin and guanethidine and abolished by the two drugs combined. Together, these results suggest that inflammation associated with an adaptive immune response induces hypernociception that is mediated by an initial release of TNF-alpha, which triggers that subsequent release of IL-1 beta and KC/CXCL1. The latter cytokines in turn stimulate the release of the direct-acting final mediator, prostanoids and sympathetic amines. (C) 2008 European Federation of Chapters of the International Association for the Study of Pain. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Role of cytokines (TNF-alpha, IL-1 beta and KC) in the pathogenesis of CPT-11-induced intestinal mucositis in mice: effect of pentoxifylline and thalidomide

Introduction Irinotecan (CPT-11) is an inhibitor of DNA topoisomerase I and is clinically effective against several cancers. A major toxic effect of CPT-11 is delayed diarrhea; however, the exact mechanism by which the drug induces diarrhea has not been established. Purpose Elucidate the mechanisms of induction of delayed diarrhea and determine the effects of the cytokine production inhibitor pentoxifylline (PTX) and thalidomide (TLD) in the experimental model of intestinal mucositis, induced by CPT-11. Materials and methods Intestinal mucositis was induced in male Swiss mice by intraperitoneal administration of CPT-11 (75 mg/kg) daily for 4 days. Animals received subcutaneous PTX (1.7, 5 and 15 mg/kg) or TLD (15, 30, 60 mg/kg) or 0.5 ml of saline daily for 5 and 7 days, starting 1 day before the first CPT-11 injection. The incidence of delayed diarrhea was monitored by scores and the animals were sacrificed on the 5th and 7th experimental day for histological analysis, immunohistochemistry for TNF-alpha and assay of myeloperoxidase (MPO) activity, tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha), interleukin-1 beta (IL-1 beta) and KC ELISA. Results CPT-11 caused significant diarrhea, histopathological alterations (inflammatory cell infiltration, loss of crypt architecture and villus shortening) and increased intestinal tissue MPO activity, TNF-alpha, IL-1 beta and KC level and TNF-alpha immuno-staining. PTX inhibited delayed diarrhea of mice submitted to intestinal mucositis and reduced histopathological damage, intestinal MPO activity, tissue level of TNF-alpha, IL-1 beta and KC and TNF-alpha immuno-staining. TLD significantly reduced the lesions induced by CPT-11 in intestinal mucosa, decreased MPO activity, TNF-alpha tissue level and TNF-alpha immuno-staining, but did not reduce the severity of diarrhea. Conclusion These results suggest an important role of TNF-alpha, IL-1 beta and KC in the pathogenesis of intestinal mucositis induced by CPT-11.

Synergistic Effect between Amoxicillin and TLR Ligands on Dendritic Cells from Amoxicillin-Delayed Allergic Patients.

Amoxicillin, a low-molecular-weight compound, is able to interact with dendritic cells inducing semi-maturation in vitro. Specific antigens and TLR ligands can synergistically interact with dendritic cells (DC), leading to complete maturation and more efficient T-cell stimulation. The aim of the study was to evaluate the synergistic effect of amoxicillin and the TLR2, 4 and 7/8 agonists (PAM, LPS and R848, respectively) in TLR expression, DC maturation and specific T-cell response in patients with delayed-type hypersensitivity (DTH) reactions to amoxicillin. Monocyte-derived DC from 15 patients with DTH to amoxicillin and 15 controls were cultured with amoxicillin in the presence or absence of TLR2, 4 and 7/8 agonists (PAM, LPS and R848, respectively). We studied TLR1-9 gene expression by RT-qPCR, and DC maturation, lymphocyte proliferation and cytokine production by flow cytometry. DC from both patients and controls expressed all TLRs except TLR9. The amoxicillin plus TLR2/4 or TLR7/8 ligands showed significant differences, mainly in patients: AX+PAM+LPS induced a decrease in TLR2 and AX+R848 in TLR2, 4, 7 and 8 mRNA levels. AX+PAM+LPS significantly increased the percentage of maturation in patients (75%) vs. controls (40%) (p=0.036) and T-cell proliferation (80.7% vs. 27.3% of cases; p=0.001). Moreover, the combinations AX+PAM+LPS and AX+R848 produced a significant increase in IL-12p70 during both DC maturation and T-cell proliferation. These results indicate that in amoxicillin-induced maculopapular exanthema, the presence of different TLR agonists could be critical for the induction of the innate and adaptive immune responses and this should be taken into account when evaluating allergic reactions to these drugs.

Altered Local Beta and Gamma Synchronization in Prefrontal Cortex of Mice with Redox Dysregulation or Maternal Immune Activation

Background: A developmental dysregulation of glutathione (GSH) synthesis leading to oxidative stress, when combined with environmental risk factors (viral infections) generating reactive oxygen species, can play a critical role in inducing schizophrenia phenotypes. GSH deficit induces morphological, physiological and behavioral anomalies analogous to those reported in schizophrenic patients, including disrupted parvalbumine (PV) inhibitory interneuron's integrity and neuronal synchrony (β/γ-oscillations). Methods: We assessed PV immunoreactivity (PV-IR) and local synchronization in prefrontal cortex of two mouse models: (1) mice with a genetic deficit in GSH (GCLM-/-) and (2) mice with prenatal immune activation at embryonic day17 (PolyI:C). Results: Adults from both mice models display reduced PV-IR in prefrontal cortex. In anterior cingulate (ACC) of GCLM-/-, appearance and maturation of PVI are delayed and worsened with peribubertal stress but not in adult one. This effect is reversed by treatment with the GSH precursor N-acetyl-cysteine. The power of beta and gamma oscillations are decreased in ACC of GCLM-/- while they increased in prelimbic cortex of PolyI:C mice. Conclusions: Despite reduced PV-IR in both models, alteration of the synchronization was different, indicating that the structural/functional disruption of the cortical circuitry was partly different in both models. Novel therapeutic strategies are proposed, based on interference with oxidative stress and inflammatory processes.

Sustained release of nanosized complexes of polyethylenimine and anti-TGF-beta 2 oligonucleotide improves the outcome of glaucoma surgery.

The purpose of this study was to design microspheres combining sustained delivery and enhanced intracellular penetration for ocular administration of antisense oligonucleotides. Nanosized complexes of antisense TGF-beta2 phosphorothioate oligonucleotides (PS-ODN) with polyethylenimine (PEI), and naked PS-ODN were encapsulated into poly(lactide-co-glycolide) microspheres prepared by the double-emulsion solvent evaporation method. The PS-ODN was introduced either naked or complexed in the inner aqueous phase of the first emulsion. We observed a marked influence of microsphere composition on porosity, size distribution and PS-ODN encapsulation efficiency. Mainly, the presence of PEI induced the formation of large pores observed onto microsphere surface. Introduction of NaCl in the outer aqueous phase increased the encapsulation efficiency and reduced microsphere porosity. In vitro release kinetic of PS-ODN was also investigated. Clearly, the higher the porosity, the faster was the release and the higher was the burst effect. Using an analytical solution of Fick's second law of diffusion, it was shown that the early phase of PS-ODN and PS-ODN-PEI complex release was primarily controlled by pure diffusion, irrespectively of the type of microsphere. Finally, microspheres containing antisense TGF-beta2 nanosized complexes were shown, after subconjunctival administration to rabbit, to significantly increase intracellular penetration of ODN in conjunctival cells and subsequently to improve bleb survival in a rabbit experimental model of filtering surgery. These results open up interesting prospective for the local controlled delivery of genetic material into the eye.

Different internalization properties of the alpha1a- and alpha1b-adrenergic receptor subtypes: the potential role of receptor interaction with beta-arrestins and AP50.

The internalization properties of the alpha1a- and alpha1b-adrenergic receptors (ARs) subtypes transiently expressed in human embryonic kidney (HEK) 293 cells were compared using biotinylation experiments and confocal microscopy. Whereas the alpha1b-AR displayed robust agonist-induced endocytosis, the alpha1a-AR did not. Constitutive internalization of the alpha1a-AR was negligible, whereas the alpha1b-AR displayed significant constitutive internalization and recycling. We investigated the interaction of the alpha1-AR subtypes with beta-arrestins 1 and 2 as well as with the AP50 subunit of the clathrin adaptor complex AP2. The results from both coimmunoprecipitation experiments and beta-arrestin translocation assays indicated that the agonistinduced interaction of the alpha1a-AR with beta-arrestins was much weaker than that of the alpha1b-AR. In addition, the alpha1a-AR did not bind AP50. The alpha1b-AR mutant M8, lacking the main phosphorylation sites in the receptor C tail, was unable to undergo endocytosis and was profoundly impaired in binding beta-arrestins despite its binding to AP50. In contrast, the alpha1b-AR mutant DeltaR8, lacking AP50 binding, bound beta-arrestins efficiently, and displayed delayed endocytosis. RNA interference showed that beta-arrestin 2 plays a prominent role in alpha1b-AR endocytosis. The findings of this study demonstrate differences in internalization between the alpha1a- and alpha1b-AR and provide evidence that the lack of significant endocytosis of the alpha1a-AR is linked to its poor interaction with beta-arrestins as well as with AP50. We also provide evidence that the integrity of the phosphorylation sites in the C tail of the alpha1b-AR is important for receptor/beta-arrestin interaction and that this interaction is the main event triggering receptor internalization.

Role of beta-1 integrin in tumor growth and dissemination

SUMMARY Cancer is one of the leading causes of disease-related mortality. In most cases, death is due to the spread of cells from the primary tumor to distant sites causing formation of metastases. To become tumorigenic, cells should acquire ability, including self-sufficiency in growth signals, insensitivity to anti-growth signals, resistance to apoptosis, sustained angiogenesis, limitless replicative potential and tissue invasion and metastasis. Tumor progression depends, in part on the relationship between tumor cells and host tissue stroma, characterized by changes of tumor cell adhesion to their microenvironment and activation of a variety of extracellular proteases that play a role in ECM degradation. integrins are adhesion proteins implicated in tumorigenesis. Their main function is to mediate cell adhesion to the ECM or to other cells and to create a link between the ECM and the cytoskeleton. Tumor cells like normal cells use integrins to attach to ECM, migrate into surrounding tissues and derive survival and growth signals. Integrin-dependent adhesion and migration are thought to play an important role in tumor dissemination. A strategy was designed to address the role of β1 integrin tumor growth and dissemination. Murine mammary carcinoma (TA3) cells were stably transfected with a soluble β1 integrin construct, which is anticipated to play a dominant negative role, being able to associate with different α-subunits expressed on the cell surface but unable to transduce signals to the nucleus. Results from studies based on soluble β1 integrin TA3 transfectants showed that 1) the integrin expression pattern at the cell surface changed with an induction of α2β1 and α5β1 heterodimers; 2) adhesion to collagens, especially collagen I was increased; 3) tumor dissemination after intrape-ritoneal injection in syngeneic mice was abolished and 4) local growth after orthotopic injection was maintained but delayed. Taken together, the data presented here suggest that β1 integrin plays a potentially important role in the regulation of tumor behavior. RESUME Le cancer est une des principales causes de mortalité suite à une maladie. Dans la plupart des cas, la mort est la conséquence de la dissémination de cellules, provenant de la tumeur primaire, dans des endroits distants et causant la formation de métastases. Afin de devenir cancéreuse, une cellule doit acquérir certaines capacités, telles qu'une auto-suffisance en facteurs de croissance, une insensibilité aux facteurs empêchant la croissance cellulaire, une résistance à l'apoptose, une angiogénèse soutenue, un potentiel de réplication illimité et une capacité à pénétrer dans les tissus et à former des colonies métastatiques. La progression d'une tumeur dépend, en partie, de la relation entre les cellules tumorales et les cellules tissulaires de l'hôte. Cette relation est caractérisée par des modifications des cellules tumorales quant à leur adhésion au microenvironnement et à l'activation de protéases qui permettent de dégrader la matrice extracellulaire. Les intégrines sont des protéines impliquées dans le développement tumoral. Leur fonction principale est de réguler l'adhésion des cellules à la matrice extracellulaire, ou à d'autres cellules, et de créer un lien entre cette matrice extracellulaire et le cytosquelette. Les cellules tumorales utilisent également les intégrines pour se lier à la matrice extracellulaire, pour migrer dans les tissus adjacents et pour induire des signaux de croissance et de survie. Ces événements d'adhésion et de migration, qui dépendent des intégrines, jouent un rôle primordial dans la dissémination des cellules cancéreuses. Une stratégie a été élaborée afin de définir le rôle de l'intégrine β1 durant la croissance et la dissémination des cellules tumorales. Des cellules provenant d'un carcinome de la glande mammaire (TA3) ont été transfectées de manière stable avec un vecteur contenant la séquence codante de la partie extracellulaire de l'intégrine β1. L'intégrine tronquée doit être capable de se lier aux sous-unités α exprimées à la surface de la cellule, mais doit être incapable de transmettre un signal à l'intérieur de la cellule. Les résultats obtenus avec les cellules TA3 transfectées contenant l'intégrine β1 soluble montrent que I) le répertoire d'expression des intégrines à la surface de la cellule a changé en faveur des hétérodimères α2β1 et α5β1; 2) l'adhésion aux collagènes, particulièrement au collagène de type I a augmenté; 3) la dissémination des cellules tumorales après une injection intrapéritonéale est empêchée; 4) la croissance tumorale après une injection orthotopique est conservée mais retardée. Ces résultats montrent que l'intégrine β1 joue un rôle primordial dans la régulation du comportement tumoral.

Peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)-beta as a target for wound healing drugs: what is possible?

Peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) dysfunction has been implicated in the manifestation of many diseases and illnesses, ranging from obesity to cancer. Herein, we discuss the role of PPARbeta, one of the three PPAR isotypes, during wound healing. While PPARbeta expression is undetectable in unchallenged and healthy adult interfollicular mouse skin, it is robustly re-activated in stress situations, such as upon phorbol ester treatment, hair plucking and cutaneous wounding. The inflammatory reaction associated with a skin injury activates the keratinocytes at the edges of the wound. This activation involves PPARbeta, whose expression and activity as transcription factor are up-regulated by pro-inflammatory signals. The re-activation of PPARbeta influences three important properties of the activated keratinocytes that are vital for rapid wound closure, namely, survival, migration and differentiation. The anti-apoptotic and, thus, survival role of PPARbeta is mediated by the up-regulation of expression of integrin-linked kinase and 3-phosphoinositide-dependent kinase-1. Both kinases are required for the full activation of the Akt1 survival cascade. Therefore, the up-regulation of PPARbeta, early after injury, appears to be important to maintain a sufficient number of viable keratinocytes at the wound edge. At a later stage of wound repair, the stimulation of keratinocyte migration and differentiation by PPARbeta is also likely to be important for the formation of a new epidermis at the wounded area. Consistent with these observations, the entire wound healing process is delayed in PPARbeta +/- mice and wound closure is retarded by 2-3 days. The multiple roles of PPARbeta in the complex keratinocyte response after injury and during skin repair certainly justify a further exploration of its potential as a target for wound healing drugs.

Involvement of the RasGAP derived fragment N in the resistance of pancreatic beta cells towards apoptosis

RESUME DESTINE AUX NON SCIENTIFIQUESLe diabète est une maladie associée à un excès de glucose (sucre) dans le sang. Le taux de glucose sanguin augmente lorsque l'action d'une hormone, l'insuline, responsable du transport du glucose du sang vers les tissus de l'organisme diminue, ou lorsque les quantités d'insuline à disposition sont inadéquates.L'une des causes communes entre les deux grands types de diabète connus, le type 1 et le type 2, est la disparition des cellules beta du pancréas, spécialisées dans la sécrétion d'insuline, par mort cellulaire programmée aussi appelée apoptose. Alors que dans le diabète de type 1, la destruction des cellules beta est causée par notre propre système immunitaire, dans le diabète de type 2, la mort de ces cellules, est principalement causée par des concentrations élevées de graisses saturés ou de molécules impliquées dans l'inflammation que l'on rencontre en quantités augmentées chez les personnes obèses. Etant donné l'augmentation épidémique du nombre de personnes obèses de par le monde, on estime que le nombre de personnes diabétiques (dont une majorité sont des diabétiques de type 2), va passer de 171 million en l'an 2000, à 366 million en l'an 2030, expliquant la nécessité absolue de mettre au point de nouvelles stratégies thérapeutique pour combattre cette maladie.L'apoptose est un processus complexe dont la dérégulation induit de nombreuses affections allant du cancer jusqu'au diabète. L'activation de caspase 3, une protéine clé contrôlant la mort cellulaire, était connue pour systématiquement mener à la mort cellulaire programmée. Ces dernières années, notre laboratoire a décrit des mécanismes de survie qui sont activés par caspase 3 et qui expliquent sans doute pourquoi son activation ne mène pas systématiquement à la mort cellulaire. Lorsqu'elle est faiblement activée, caspase 3 clive une autre protéine appelée RasGAP en deux protéines plus courtes dont l'une, appelée le fragment Ν a la particularité de protéger les cellules contre l'apoptose.Durant ma thèse, j'ai été impliqué dans divers projets destinés à mieux comprendre comment le fragment Ν protégeait les cellules contre l'apoptose et à savoir s'il pouvait être utilisé comme outil thérapeutique dans les conditions de survenue d'un diabète expérimental. C'est dans ce but que nous avons créé une souris transgénique, appelée RIP-N, exprimant le fragment Ν spécifiquement dans les cellules beta. Comme attendu, les cellules beta de ces souris étaient plus résistantes à la mort induite par des composés connus pour induire le diabète, comme certaines molécules induisant l'inflammation ou les graisses saturées. Nous avons ensuite pu montrer que les souris RIP-N étaient plus résistantes à la survenue d'un diabète expérimental que ce soit par l'injection d'une drogue induisant l'apoptose des cellules beta, que ce soit dans un fond génétique caractérisé par une attaque spontanée des cellules beta par le système immunitaire ou dans le contexte d'un diabète de type 2 induit par l'obésité. Dans plusieurs des modèles animaux étudiés, nous avons pu montrer que le fragment Ν protégeait les cellules en activant une voie protectrice bien connue impliquant successivement les protéines Ras, PI3K et Akt ainsi qu'en bloquant la capacité d'Akt d'activer le facteur NFKB, connu pour être délétère pour la survie de la cellule beta. La capacité qu'a le fragment Ν d'activer Akt tout en prévenant l'activation de NFKB par Akt est par conséquent particulièrement intéressante dans l'intégration des signaux régulant la mort cellulaire dans le contexte de la survenue d'un diabète.La perspective d'utiliser le fragment Ν comme outil thérapeutique dépendra de notre capacité à activer les signaux protecteurs induits par le fragment Ν depuis l'extérieur de la cellule ou de dériver des peptides perméables aux cellules possédant les propriétés du fragment N.2 SUMMARYDiabetes mellitus is an illness associated with excess blood glucose. Blood glucose levels raise when the action of insulin decreases or when insulin is provided in inappropriate amounts. In type 1 diabetes (T1D) as well as in type 2 diabetes (T2D), the insulin secreting beta cells in the pancreas undergo controlled cell death also called apoptosis. Whereas in T1D, beta cells are killed by the immune system, in T2D, they are killed by several factors, among which are increased blood glucose levels, increased levels of harmful lipids or pro-inflammatory cytokines that are released by the dysfunctional fat tissue of obese people. Given the epidemic increase in the number of obese people throughout the world, the number of diabetic people (a majority of which are type 2 diabetes) is estimated to rise from 171 million affected people in the year 2000 to 366 million in 2030 explaining the absolute requirement for new therapies to fight the disease.Apoptosis is a very complex process whose deregulation leads to a wide range of diseases going from cancer to diabetes. Caspase 3 although known as a key molecule controlling apoptosis, has been shown to have various other functions. In the past few years, our laboratory has described a survival mechanism, that takes place at low caspase activity and that might explain how cells that activate their caspases for reasons other than apoptosis survive. In such conditions, caspase 3 cleaves another protein called RasGAP into two shorter proteins, one of which, called fragment N, protects cells from apoptosis.We decided to check whether fragment Ν could be used as a therapeutical tool in the context of diabetes inducing conditions. We thus derived a transgenic mouse line, called RIP-N, in which the expression of fragment Ν is restricted to beta cells. As expected, the beta cells of these mice were more resistant ex-vivo to cell death induced by diabetes inducing factors. We then showed that the RIP-N transgenic mice were resistant to streptozotocin induced diabetes, a mouse model mimicking type 1 diabetes, which correlated to fewer number of apoptotic beta cells in the pancreas of the transgenic mice compared to their controls. The RIP-N transgene also delayed overt diabetes development in the NOD background, a mouse model of autoimmune type 1 diabetes, and delayed the occurrence of obesity induced hyperglycemia in a mouse model of type 2-like diabetes. Interestingly, fragment Ν was mediating its protection by activating the protective Akt kinase, and by blocking the detrimental NFKB factor. Our future ability to activate the protective signals elicited by fragment Ν from the outside of cells or to derive cell permeable peptides bearing the protective properties of fragment Ν might condition our ability to use this protein as a therapeutic tool.3 RESUMELe diabète est une maladie associée à un excès de glucose plasmatique. La glycémie augmente lorsque l'action de l'insuline diminue ou lorsque les quantités d'insuline à disposition sont inadéquates. Dans le diabète de type 1 (D1) comme dans le diabète de type 2 (D2), les cellules beta du pancréas subissent la mort cellulaire programmée aussi appelée apoptose. Alors que dans le D1 les cellules beta sont tuées par le système immunitaire, dans le D2 elles sont tuées par divers facteurs parmi lesquels on trouve des concentrations élevées de glucose, d'acides gras saturés ou de cytokines pro-inflammatoires qui sont sécrétées en concentrations augmentées par le tissu adipeux dysfonctionnel des personnes obèses. Etant donné l'augmentation épidémique du nombre de personnes obèses de par le monde, on estime que le nombre de personnes diabétiques (dont une majorité sont des diabétiques de type 2), va passer de 171 million en l'an 2000, à 366 million en l'an 2030, justifiant la nécessité absolue de mettre au point de nouvelles stratégies thérapeutique pour combattre cette maladie.L'apoptose est un processus complexe dont la dérégulation induit de nombreuses affections allant du cancer jusqu'au diabète. Caspase 3, bien que connue comme étant une protéine clé contrôlant l'apoptose a bien d'autres fonctions démontrées. Ces dernières années, notre laboratoire a décrit un mécanisme de survie qui est activé lorsque caspase 3 est faiblement activée et qui explique probablement comment des cellules qui ont activé leurs caspases pour une autre raison que l'apoptose peuvent survivre. Dans ces conditions, caspase 3 clive une autre protéine appelée RasGAP en deux protéines plus courtes dont l'une, appelée le fragment Ν a la particularité de protéger les cellules contre l'apoptose.Nous avons donc décidé de vérifier si le fragment Ν pouvait être utilisé comme outil thérapeutique dans les conditions de survenue d'un diabète expérimental. Pour se faire, nous avons créé une souris transgénique, appelée RIP-N, exprimant le fragment Ν spécifiquement dans les cellules beta. Comme attendu, les cellules beta de ces souris étaient plus résistantes ex-vivo à la mort induite par des facteurs pro-diabétogènes. Nous avons ensuite pu montrer que les souris RIP-N étaient plus résistantes à la survenue d'un diabète induit par la streptozotocine, un drogue mimant la survenue d'un D1 et que ceci était corrélée à une diminution du nombre de cellules en apoptose dans le pancréas des souris transgéniques comparé à leurs contrôles. L'expression du transgène a aussi eu pour effet de retarder la survenue d'un diabète franc dans le fond génétique NOD, un modèle génétique de diabète de type 1 auto-immun, ainsi que de retarder la survenue d'une hyperglycémie dans un modèle murin de diabète de type 2 induit par l'obésité. Dans plusieurs des modèles animaux étudiés, nous avons pu montrer que le fragment Ν protégeait les cellules en activant la kinase protectrice Akt ainsi qu'en bloquant le facteur délétère NFKB. La perspective d'utiliser le fragment Ν comme outil thérapeutique dépendra de notre capacité à activer les signaux protecteurs induits par le fragment Ν depuis l'extérieur de la cellule ou de dériver des peptides perméables aux cellules possédant les propriétés du fragment

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.

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.

Delayed local inflammatory response induced by Thalassophryne nattereri venom is related to extracellular matrix degradation

Symptoms evoked by Thalassophryne nattereri fish envenomation include local oedema, severe pain and intense necrosis with strikingly inefficient healing, continuing for several weeks or months. Investigations carried out in our laboratory showed that, in the venom-induced acute inflammation, thrombosis in venules and constrictions in arterioles were highly visible, in contrast to a notable lack of inflammatory cell. Nevertheless, the reason that the venom toxins favour delayed local inflammatory response is poorly defined. In this study, we analysed the movement of leucocytes after T. nattereri venom injection in the intraplantar region of Swiss mice, the production of pro-inflammatory mediators and the venom potential to elicit matrix metalloproteinase production and extracellular matrix degradation. Total absence of mononuclear and neutrophil influx was observed until 14 days, but the venom stimulates pro-inflammatory mediator secretion. Matrix metalloproteinases (MMP)-2 and MMP-9 were detected in greater quantities, accompanied by tissue degradation of collagenous fibre. An influx of mononuclear cells was noted very late and at this time the levels of IL-6, IL-1 beta and MMP-2 remained high. Additionally, the action of venom on the cytoskeletal organization was assessed in vitro. Swift F-actin disruption and subsequent loss of focal adhesion was noted. Collectively these findings show that the altered specific interaction cell-matrix during the inflammatory process creates an inadequate environment for infiltration of inflammatory cells.

Nanodiamanten in primitiven Meteoriten: Strukturuntersuchungen und Einfluss des Rückstoßes bei beta-Zerfällen

Im Rahmen dieser Arbeit wurden Untersuchungen zur Rückstoßeffekten, sowie Ausheizversuche zur Erforschung struktureller Veränderungen und Änderung der Edelgaskonzentrationen und Ausgasungsmuster in meteoritischen Nanodiamanten durchgeführt. In der ersten Versuchsserie wurden die durch prompte "?"-Strahlung bei Neutronenaktivierung von Brom in terrestrische Detonationsdiamanten und durch den "?"-Zerfall von 22Na in synthetischen und meteoritischen Diamanten verursachten Rückstoßverluste bestimmt. Diese wurden mit theoretischen Verlustwerten, berechnet mit Hilfe der SRIM-Software und der Korngrößenverteilung, verglichen. Im Fall der prompten "?"-Strahlung war der Unterschied signifikant. Hierzu können allerdings systematische Unsicherheiten in den gemessenen Verlusten, wie z.B. unbekannte Br-Verteilung innerhalb der Diamanten beigetragen haben. Die Ergebnisse des zweiten Versuchs bei kleineren Rückstoß-Energien, wie sie auch in der Natur vorkommen würden, zeigten dagegen keinen signifikanten Unterschied. Dies führt zu der Schlussfolgerung, dass weder das „Fehlen“ einiger in Supernovae Typ II gebildeter Radionuklide, wie 26Al, 44Ti, in den Diamanten noch die in einem für die Erklärung des Xe-H vorgeschlagenen Modell benötigte frühzeitige Trennung der Vorläuferkerne stabiler Xe-Isotope von den stabilen Xe-Isotopen durch Rückstoßverluste erklärt werden kann. In der zweiten Versuchsreihe wurden meteoritische Nanodiamantproben bei unterschiedlichen Temperaturen im Vakuum vorgeheizt und danach, um die Heizprodukte zu entfernen, chemisch behandelt. Bei allen Vorheiztemperaturen wurden zwiebelähnliche Strukturen registriert und auch in den nachbehandelten Proben wurden, bedingt durch die wegen Verklumpung der Proben eingeschränkte chemische Behandlung, neben Diamanten unveränderte, oder teilweise zerstörte Umwandlungsprodukte gefunden. Weiterhin wurden Edelgaskonzentrationen und Ausgasungsmuster gemessen, um die durch Vorheizen und chemische Behandlung bedingten Veränderungen im Vergleich zu den Original-Diamanten zu untersuchen. Ein unerwartetes Ergebnis dieser Untersuchungen war, dass die vorgeheizten und chemisch nachbehandelten Proben deutlich niedrigere Ausbeuten im Vergleich zu den nur vorgeheizten zeigten, was darauf hindeutete, dass die während des Vorheizens entstandenen Umwandlungsprodukte, wie z.B. zwiebelähnliche Strukturen, Edelgase zurückhalten konnten, die später (teilweise) durch chemische Behandlung entfernt wurden.

Drug-specific in vitro release of IL-2, IL-5, IL-13 and IFN-gamma in patients with delayed-type drug hypersensitivity

BACKGROUND: The most prevalent drug hypersensitivity reactions are T-cell mediated. The only established in vitro test for detecting T-cell sensitization to drugs is the lymphocyte transformation test, which is of limited practicability. To find an alternative in vitro method to detect drug-sensitized T cells, we screened the in vitro secretion of 17 cytokines/chemokines by peripheral blood mononuclear cells (PBMC) of patients with well-documented drug allergies, in order to identify the most promising cytokines/chemokines for detection of T-cell sensitization to drugs. METHODS: Peripheral blood mononuclear cell of 10 patients, five allergic to beta-lactams and five to sulfanilamides, and of five healthy controls were incubated for 3 days with the drug antigen. Cytokine concentrations were measured in the supernatants using commercially available 17-plex bead-based immunoassay kits. RESULTS: Among the 17 cytokines/chemokines analysed, interleukin-2 (IL-2), IL-5, IL-13 and interferon-gamma (IFN-gamma) secretion in response to the drugs were significantly increased in patients when compared with healthy controls. No difference in cytokine secretion patterns between sulfonamide- and beta-lactam-reactive PBMC could be observed. The secretion of other cytokines/chemokines showed a high variability among patients. CONCLUSION: The measurement of IL-2, IL-5, IL-13 or IFN-gamma or a combination thereof might be a useful in vitro tool for detection of T-cell sensitization to drugs. Secretion of these cytokines seems independent of the type of drug antigen and the phenotype of the drug reaction. A study including a higher number of patients and controls will be needed to determine the exact sensitivity and specificity of this test.

Defective pituitary function and gamete interactions in $\beta$1,4-galactosyltransferase null mice

Despite much attention, the function of oligosaccharide chains of glycoproteins remains largely unknown. Our understanding of oligosaccharide function in vivo has been limited to the use of reagents and targeted mutations that eliminate entire oligosaccharide chains. However, most, if not all biological functions for oligosaccharides have been attributed to specific terminal sequences on these oligosaccharides, yet there have been few studies to examine the consequences of modifying terminal oligosaccharide structures in vivo. To address this issue, mice were created bearing a targeted mutation in $\beta$1,4-galactosyltransferase, an enzyme responsible for elaboration of many of the proposed biologically-active carbohydrate epitopes. Most galactosyltransferase-null mice died within the first few weeks after birth and were characterized by stunted growth, thin skin, sparse hair, and dehydration. In addition, the adrenal cortices were poorly stratified and spermatogenesis was delayed. The few surviving adults had puffy skin (myxedema), difficulty delivering pups at birth (dystocia), and failed to lactate (agalactosis). All of these defects are consistant with endocrine insufficiency, which was confirmed by markedly decreased levels of serum thyroxine. The anterior pituitary gland appeared functionally delayed in newborn mutant mice, since the constituent cells were quiescent and nonsecretory, unlike that of control littermates. However, the anterior pituitary acquired a normal secretory phenotype during neonatal development, although it remained abnormally small and its glycoprotein hormones were devoid of $\beta$1,4-galactosyl residues. These results support in vitro studies suggesting that incomplete glycosylation of pituitary hormones leads to the creation of hormone antagonists that down regulate subsequent endocrine function producing polyglandular endocrine insufficiency. More surprisingly, the fact that some mice survive this neonatal period indicates the presence of a previously unrecognized compensatory pathway for glycoprotein hormone glycosylation and/or action.^ In addition to its well-studied biosynthetic function in the Golgi complex, a GalTase isoform is also expressed on the sperm surface where it functions as a gamete receptor during fertilization by binding to its oligosaccharide ligand on the egg coat glycoprotein, ZP3. Aggregation of GalTase by multivalent ZP3 oligosaccharides activates a G-protein cascade leading to the acrosome reaction. Although GalTase-null males are fertile, the mutant sperm bind less ZP3 than wild-type sperm, and are unable to undergo the acrosome reaction in response to either zona pellucida glycoproteins or to anti-GalTase anti-serum, as do wild-type sperm. However, mutant and wild-type sperm undergo the acrosome reaction normally in response to calcium ionophore which bypasses the requirement for ZP3 binding. Interestingly, the phenotype of the GalTase-null sperm is reciprocal to that of sperm that overexpress surface GalTAse and which bind more ZP3 leading to precocious acrosome reactions. These results confirm that GalTase functions as at least one of the sperm receptors for ZP3, and that GalTase participates in the ZP3-induced signal transduction pathway during zona pellucida-induced acrosome reactions. ^