Ectodysplasin has a dual role in ectodermal organogenesis: inhibition of Bmp activity and induction of Shh expression.

Ectodermal organogenesis is regulated by inductive and reciprocal signalling cascades that involve multiple signal molecules in several conserved families. Ectodysplasin-A (Eda), a tumour necrosis factor-like signalling molecule, and its receptor Edar are required for the development of a number of ectodermal organs in vertebrates. In mice, lack of Eda leads to failure in primary hair placode formation and missing or abnormally shaped teeth, whereas mice overexpressing Eda are characterized by enlarged hair placodes and supernumerary teeth and mammary glands. Here, we report two signalling outcomes of the Eda pathway: suppression of bone morphogenetic protein (Bmp) activity and upregulation of sonic hedgehog (Shh) signalling. Recombinant Eda counteracted Bmp4 activity in developing teeth and, importantly, inhibition of BMP activity by exogenous noggin partially restored primary hair placode formation in Eda-deficient skin in vitro, indicating that suppression of Bmp activity was compromised in the absence of Eda. The downstream effects of the Eda pathway are likely to be mediated by transcription factor nuclear factor-kappaB (NF-kappaB), but the transcriptional targets of Edar have remained unknown. Using a quantitative approach, we show in cultured embryonic skin that Eda induced the expression of two Bmp inhibitors, Ccn2/Ctgf (CCN family protein 2/connective tissue growth factor) and follistatin. Moreover, our data indicate that Shh is a likely transcriptional target of Edar, but, unlike noggin, recombinant Shh was unable to rescue primary hair placode formation in Eda-deficient skin explants.

Generation of the primary hair follicle pattern.

Hair follicles are spaced apart from one another at regular intervals through the skin. Although follicles are predominantly epidermal structures, classical tissue recombination experiments indicated that the underlying dermis defines their location during development. Although many molecules involved in hair follicle formation have been identified, the molecular interactions that determine the emergent property of pattern formation have remained elusive. We have used embryonic skin cultures to dissect signaling responses and patterning outcomes as the skin spatially organizes itself. We find that ectodysplasin receptor (Edar)-bone morphogenetic protein (BMP) signaling and transcriptional interactions are central to generation of the primary hair follicle pattern, with restriction of responsiveness, rather than localization of an inducing ligand, being the key driver in this process. The crux of this patterning mechanism is rapid Edar-positive feedback in the epidermis coupled with induction of dermal BMP4/7. The BMPs in turn repress epidermal Edar and hence follicle fate. Edar activation also induces connective tissue growth factor, an inhibitor of BMP signaling, allowing BMP action only at a distance from their site of synthesis. Consistent with this model, transgenic hyperactivation of Edar signaling leads to widespread overproduction of hair follicles. This Edar-BMP activation-inhibition mechanism appears to operate alongside a labile prepattern, suggesting that Edar-mediated stabilization of beta-catenin active foci is a key event in determining definitive follicle locations.

Cannabidiol attenuates cardiac dysfunction, oxidative stress, fibrosis, and inflammatory and cell death signaling pathways in diabetic cardiomyopathy.

Objectives In this study, we have investigated the effects of cannabidiol (CBD) on myocardial dysfunction, inflammation, oxidative/nitrative stress, cell death, and interrelated signaling pathways, using a mouse model of type I diabetic cardiomyopathy and primary human cardiomyocytes exposed to high glucose. Background Cannabidiol, the most abundant nonpsychoactive constituent of Cannabis sativa (marijuana) plant, exerts anti-inflammatory effects in various disease models and alleviates pain and spasticity associated with multiple sclerosis in humans. Methods Left ventricular function was measured by the pressure-volume system. Oxidative stress, cell death, and fibrosis markers were evaluated by molecular biology/biochemical techniques, electron spin resonance spectroscopy, and flow cytometry. Results Diabetic cardiomyopathy was characterized by declined diastolic and systolic myocardial performance associated with increased oxidative-nitrative stress, nuclear factor-kappa B and mitogen-activated protein kinase (c-Jun N-terminal kinase, p-38, p38 alpha) activation, enhanced expression of adhesion molecules (intercellular adhesion molecule-1, vascular cell adhesion molecule-1), tumor necrosis factor-alpha, markers of fibrosis (transforming growth factor-beta, connective tissue growth factor, fibronectin, collagen-1, matrix metalloproteinase-2 and -9), enhanced cell death (caspase 3/7 and poly[adenosine diphosphate-ribose] polymerase activity, chromatin fragmentation, and terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling), and diminished Akt phosphorylation. Remarkably, CBD attenuated myocardial dysfunction, cardiac fibrosis, oxidative/nitrative stress, inflammation, cell death, and interrelated signaling pathways. Furthermore, CBD also attenuated the high glucose-induced increased reactive oxygen species generation, nuclear factor-kappa B activation, and cell death in primary human cardiomyocytes. Conclusions Collectively, these results coupled with the excellent safety and tolerability profile of CBD in humans, strongly suggest that it may have great therapeutic potential in the treatment of diabetic complications, and perhaps other cardiovascular disorders, by attenuating oxidative/nitrative stress, inflammation, cell death and fibrosis. (J Am Coll Cardiol 2010;56:2115-25) (C) 2010 by the American College of Cardiology Foundation.

Gene expression profiles in rat mesenteric lymph nodes upon supplementation with Conjugated Linoleic Acid during gestation and suckling

Background Diet plays a role on the development of the immune system, and polyunsaturated fatty acids can modulate the expression of a variety of genes. Human milk contains conjugated linoleic acid (CLA), a fatty acid that seems to contribute to immune development. Indeed, recent studies carried out in our group in suckling animals have shown that the immune function is enhanced after feeding them with an 80:20 isomer mix composed of c9,t11 and t10,c12 CLA. However, little work has been done on the effects of CLA on gene expression, and even less regarding immune system development in early life. Results The expression profile of mesenteric lymph nodes from animals supplemented with CLA during gestation and suckling through dam's milk (Group A) or by oral gavage (Group B), supplemented just during suckling (Group C) and control animals (Group D) was determined with the aid of the specific GeneChip® Rat Genome 230 2.0 (Affymettrix). Bioinformatics analyses were performed using the GeneSpring GX software package v10.0.2 and lead to the identification of 89 genes differentially expressed in all three dietary approaches. Generation of a biological association network evidenced several genes, such as connective tissue growth factor (Ctgf), tissue inhibitor of metalloproteinase 1 (Timp1), galanin (Gal), synaptotagmin 1 (Syt1), growth factor receptor bound protein 2 (Grb2), actin gamma 2 (Actg2) and smooth muscle alpha actin (Acta2), as highly interconnected nodes of the resulting network. Gene underexpression was confirmed by Real-Time RT-PCR. Conclusions Ctgf, Timp1, Gal and Syt1, among others, are genes modulated by CLA supplementation that may have a role on mucosal immune responses in early life.

Gene expression profiles in rat mesenteric lymph nodes upon supplementation with Conjugated Linoleic Acid during gestation and suckling

Background Diet plays a role on the development of the immune system, and polyunsaturated fatty acids can modulate the expression of a variety of genes. Human milk contains conjugated linoleic acid (CLA), a fatty acid that seems to contribute to immune development. Indeed, recent studies carried out in our group in suckling animals have shown that the immune function is enhanced after feeding them with an 80:20 isomer mix composed of c9,t11 and t10,c12 CLA. However, little work has been done on the effects of CLA on gene expression, and even less regarding immune system development in early life. Results The expression profile of mesenteric lymph nodes from animals supplemented with CLA during gestation and suckling through dam's milk (Group A) or by oral gavage (Group B), supplemented just during suckling (Group C) and control animals (Group D) was determined with the aid of the specific GeneChip® Rat Genome 230 2.0 (Affymettrix). Bioinformatics analyses were performed using the GeneSpring GX software package v10.0.2 and lead to the identification of 89 genes differentially expressed in all three dietary approaches. Generation of a biological association network evidenced several genes, such as connective tissue growth factor (Ctgf), tissue inhibitor of metalloproteinase 1 (Timp1), galanin (Gal), synaptotagmin 1 (Syt1), growth factor receptor bound protein 2 (Grb2), actin gamma 2 (Actg2) and smooth muscle alpha actin (Acta2), as highly interconnected nodes of the resulting network. Gene underexpression was confirmed by Real-Time RT-PCR. Conclusions Ctgf, Timp1, Gal and Syt1, among others, are genes modulated by CLA supplementation that may have a role on mucosal immune responses in early life.

CCN2/CTGF silencing blocks cell aggregation in embryonal carcinoma P19 cell

Connective tissue growth factor (CCN2/CTGF) is a matricellular-secreted protein involved in extracellular matrix remodeling. The P19 cell line is an embryonic carcinoma line widely used as a cellular model for differentiation and migration studies. In the present study, we employed an exogenous source of CCN2 and small interference RNA to address the role of CCN2 in the P19 cell aggregation phenomenon. Our data showed that increasing CCN2 protein concentrations from 0.1 to 20 nM decreased the number of cell clusters and dramatically increased cluster size without changing proliferation or cell survival, suggesting that CCN2 induced aggregation. In addition, CCN2 specific silencing inhibited typical P19 cell aggregation, which could be partially rescued by 20 nM CCN2. The present study demonstrates that CCN2 is a key molecule for cell aggregation of embryonic P19 cells.

La fibrose en deux parties : de la paillasse à la souris

L’apoptose des cellules endothéliales (CE) représente un évènement initial dans le développement de plusieurs pathologies fibrotiques telles que le rejet chronique d’allogreffe et la sclérose systémique. Nous avons démontré que les médiateurs issus des CE apoptotiques entraîne la différenciation myofibroblastique et la résistance à l’apoptose, deux mécanismes centraux à la fibrogénèse. L’activation de PI3K (phospatidylinositol-3 kinase) caractérise ces deux mécanismes. Un fragment C-terminal du perlécan (LG3) produit par les CE apoptotiques inhibe l’apoptose des fibroblastes. Les objectifs de ce travail étaient de : 1. définir les récepteurs et la signalisation impliqués dans la réponse anti-apoptotique et 2. caractériser les médiateurs fibrogéniques responsables de la différenciation myofibroblastique. En ce qui a trait à la réponse anti-apoptotique, l’inhibition des intégrines 21 ou des kinases de la famille Src (SFK) chez les fibroblastes prévient la résistance à l’apoptose et la phosphorylation d’Akt normalement induites par le milieu conditionné par des CE apoptotiques (SSC) ou le LG3. Ces résultats suggèrent que le LG3 produit par les CE apoptotiques initie un état de résistance à l’apoptose chez les fibroblastes par des voies α2β1integrines/SFK/PI3K dépendantes. Le LG3 n’induit cependant pas la différenciation myofibroblastique. Nous avons donc caractérisé le milieu SSC de façon à identifier les médiateurs responsables de la différenciation myofibroblastique. Les milieux conditionnés par des CE apoptotiques et non-apoptotiques (respectivement SSC et SSC-ZVAD) ont été analysés comparativement par chromatographie liquide bi-dimensionnelle, immunobuvardage et spectrométrie de masse. Le connective tissue growth factor (CTGF) est le seul facteur fibrogénique connu augmenté dans le milieu SSC. L’inhibition de la caspase-3 chez les CE prévient la relâche de CTGF. Au niveau du fibroblaste, l’inhibition de SFK ou de Pyk2 (proline-rich tyrosine kinase-2) prévient la différenciation myofibroblastique induite par le SSC ou le CTGF in vitro. L’anticorps neutralisant contre le TGF- (Transforming growth factor beta) n’est pas en mesure de bloquer la différenciation myofibroblastique induite par le SSC ou le CTGF. Des injections quotidiennes sous-cutanées de SSC chez la souris C3H pour 3 semaines entraîne une augmentation de l’épaisseur de la peau et des niveaux protéiques d’SMA, de vimentine et de collagène I. Cette réponse fibrogénique est réduite chez les souris qui ont reçu le SSC-ZVAD ou le SSC immunodéplété de son CTGF. Ces résultats apportent de nouvelles issues mécanistiques au niveau de la réponse fibrogénique activée par la mort des CE. L’activation des caspases chez les CE apoptotiques entraîne la production de LG3 et de CTGF qui, à leur tour, activent des voies de signalisation pro-fibrotiques SFK/PI3K dépendantes chez les fibroblastes, et ce indépendamment du TGF-.

Epithelial-Mesenchymal-Transition : a proposed mechanism in the development of Bronchiolitis Obliterans

La transplantation pulmonaire pour les patients avec une maladie pulmonaire en phase terminale est leur seul espoir de survie. Malheureusement, certains greffés du poumon rencontrent des difficultés après la transplantation du poumon, dont l'un est le rejet chronique du greffon pulmonaire également connu histologiquement comme la bronchiolite oblitérante et cliniquement comme syndrome de bronchiolite oblitérante. L'étiologie exacte de la BO reste mal comprise. Certaines hypothèses suggèrent l'implication des cellules épithéliales dans le processus de remodelage des voies respiratoires, conduisant à l'obstruction des voies aériennes. Un des mécanismes proposés est un processus de transition, connue sous le nom de transition épithéliale-mésenchymateuse (TEM). Lors de ce processus, les cellules perdent leurs propriétés épithéliales, acquièrent un phénotype mésenchymateux et deviennent plus mobiles et envahissantes. Cette transformation leur permet de participer activement au processus de remodelage bronchique dans la bronchiolite oblitérante. L’induction de la TEM peut être due à certains facteurs tels que l'inflammation et l'apoptose. Le principal objectif de ce travail de maîtrise est de détecter in vivo la présence de la TEM dans des biopsies transbronchiques obtenues chez des greffés et de l’associer à leurs conditions cliniques. Le deuxième objectif est d'induire la TEM in vitro dans les cellules épithéliales des petites voies aériennes à l'aide de milieux conditionnés apoptotiques et non apoptotiques produits par les cellules endothéliales microvasculaires humaines du poumon. D’autre part, nous avons évalué si des médiateurs connus pour participer au processus de TEM tels que le facteur de croissance du tissu conjonctif (CTGF)et le facteur de croissance transformant bêta (TGF-beta) ainsi que le perlecan sont présents dans les milieux conditionnés utilisés.

The role of Microsomal prostaglandin synthase-1 (mPGES-1) and Ephrin B2 in Scleroderma

La sclérodermie (sclérose systémique, ScS) est une maladie auto-immune du tissu conjonctif caractérisée  par  l’épaississement  de  la  peau,  l’apparition  spontanée de lésions cicatricielles, des maladies   des   vaisseaux   sanguins,   divers   degrés   d’inflammation,   en   association   avec   un   système   immunitaire hyperactif. La pathogénèse exacte de cette maladie est inconnue et aucun traitement approprié   n’est   disponible.   La fibrose est un élément distinctif de la maladie de ScS et est considérée   résulter   d’une   incapacité   à   mettre   fin   de   façon   appropriée   à   la   réponse   normale   de   réparation   des   plaies.   L’analyse   histologique   du   stade   initial   de   la   ScS   révèle   une   infiltration   périvasculaire de cellules mononucléaires dans le derme, associée à une synthèse accrue de collagène dans les fibroblastes environnants. Ainsi, la compréhension des moyens de contrôler le stade inflammatoire de la ScS pourrait être bénéfique pour contrôler la progression de la maladie peu après son apparition. La mPGES-1 est une enzyme inductible qui agit en aval de la cyclo- oxygénase (COX) pour catalyser spécifiquement la conversion de la prostaglandine (PG) H2 en PGE2. La mPGES-1  joue  un  rôle  clé  dans  l’inflammation,  la  douleur  et  l’arthrite;;  toutefois,  le   rôle de la mPGES-1 dans les mécanismes de fibrose, spécifiquement en rapport avec la ScS humaine, est inconnu. Mon laboratoire a précédemment montré que les souris à mPGES-1 nulle sont résistantes à la fibrose   cutanée   induite   par   la   bléomycine,   à   l’inflammation,   à   l’épaississement  cutané,  à  la  production  de  collagène  et  à  la  formation  de  myofibroblastes.  Sur  la   base  de  ces  résultats,  j’ai  formulé  l’hypothèse  que  l’inhibition pharmacologique de la mPGES-1 régulera à la baisse la production de médiateurs pro-inflammatoires et pro-fibreux au cours de la maladie   de   ScS.   Afin   d’explorer   le   rôle   de   la   mPGES-1   dans   l’inflammation   et   la   fibrose   associées  à  la  maladie  de  ScS,  j’ai  d’abord  examiné  l’expression  de  la  mPGES-1 dans la peau normale comparativement à des biopsies de peau extraites de patients atteints de ScS. Mes résultats ont montré que la mPGES-1 est nettement élevée dans la peau de patients atteints de ScS en comparaison avec la peau humaine normale. De plus, les niveaux de PGE2 dérivés de la mPGES-1 étaient également significativement plus élevés dans les fibroblastes cutanés isolés de patients  atteints  de  ScS  comparativement  aux  fibroblastes  isolés  de  témoins  sains.  J’ai  également   étudié  l’effet  de  l’inhibition pharmacologique de la mPGES-1  sur  l’expression  de  marqueurs  pro- fibreux.   Mes   études   ont   montré   que   l’expression   de   médiateurs   pro-fibreux clés (α-SMA, endothéline-1, collagène de type 1 et facteur de croissance du tissu conjonctif (FCTC)) est élevée dans les fibroblastes cutanés ScS en comparaison avec les fibroblastes cutanés normaux. Un traitement avec un inhibiteur de la mPGES-1 a eu pour effet de réduire significativement l’expression  de  l’α-SMA,  de  l’endothéline-1, du collagène de type 1 mais pas du FCTC dans les fibroblastes  ScS,  sans  effet  significatif  sur  les  fibroblastes  normaux.  J’ai  en  outre  examiné  l’effet   de  l’inhibition  de  la  mPGES-1 sur des cytokines pro-inflammatoires clés impliquées dans la pathologie de la ScS, incluant IL-6, IL-8 et MCP-1.  L’inhibition  pharmacologique  de  la  mPGES- 1 a eu pour effet de réduire significativement les niveaux de production de cytokines pro- inflammatoires IL6, IL8 et MCP-1 dans les fibroblastes avec lésion ScS comparativement à des fibroblastes non traités. De plus, les patients atteints de ScS ont présenté des niveaux plus élevés de p-AKT, de p-FAK et de p-SMAD3 en comparaison avec les fibroblastes cutanés normaux. L’inhibiteur  de  la  mPGES-1 a pu réguler à la baisse cette expression accrue de p-AKT et de p- FAK, mais pas de p-SMAD3,  dans  les  fibroblastes  ScS.  Ces  résultats  ont  suggéré  que  l’inhibition   de la mPGES-1 pourrait être une méthode viable pour réduire le développement de sclérose cutanée et constituent une cible thérapeutique potentielle pour contrôler les mécanismes fibreux et inflammatoires associés à la pathophysiologie de la maladie de ScS. L’un   des   autres   processus   critiques   reliés   à   l’évolution de la réponse fibreuse associée à la maladie de ScS est la différenciation des fibroblastes en des cellules activées spécialisées iii iv appelées myofibroblastes, responsables de déclencher une signalisation adhésive excessive et le dépôt excessif de matrice extracellulaire,   conduisant   à   la   destruction   de   l’architecture   de   l’organe.   Ainsi,   l’identification   des   facteurs   endogènes   qui   initient/   favorisent   la   différenciation   fibroblaste-myofibroblaste peut mener à des stratégies thérapeutiques prometteuses pour contrôler  l’excès  de  signalisation  adhésive  et  de  fibrose  associé  à  la  maladie  de  ScS.  Des  études   antérieures  dans  le  domaine  de  la  biologie  du  cancer  ont  suggéré  que  l’éphrine  B2,  une  protéine   transmembranaire appartenant à la famille des éphrines, est impliquée dans la signalisation adhésive   et   le   remodelage   extracellulaire.   Cependant,   son   rôle   dans   la   fibrose   n’a   jamais   été   exploré.   Dans   la   deuxième   partie   de   mon   étude,   j’ai   donc   étudié   le   rôle   de   l’éphrine   B2   dans   la   fibrose.   Mes   études   montrent   que   l’expression   de   l’éphrine   B2   est   significativement   augmentée   dans la peau humaine ScS comparativement à la peau normale. Plus important encore, le traitement in vitro de   fibroblastes   de   la   peau   humaine   normale   avec   de   l’éphrine   B2   recombinante est capable de transformer des fibroblastes en cellules myofibroblastiques manifestant toutes les caractéristiques myofibroblastiques typiques, incluant la formation accrue de  fibres  de  tension,  des  adhérences  focales,  l’activation  accrue  de  la  FAK,  un  accroissement  de   l’expression  et  de  la  migration  de  fibroblastes  et  de  leur  adhérence  à  la  fibronectine  à  la  fois  chez   les   fibroblastes   cutanés   normaux   et   ScS.   En   outre,   j’ai   traité   des   souris   avec   de   l’éphrine   B2   recombinante et montré que ces souris ont développé une fibrose cutanée significative associée à une épaisseur dermique et à une synthèse de collagène augmentées, une teneur en hydroxyproline (teneur en collagène) accrue et un nombre accru de myofibroblastes exprimant de   l’α-SMA, une activation augmentée de la FAK et de marqueurs pro-fibreux incluant le collagène de type 1 et le FCTC. Dans  l’ensemble,  mes  études  ont  identifié  deux  médiateurs  endogènes  cruciaux  impliqués  dans  la   propagation  de  l’inflammation  et  de  la  fibrose  associées  à  la  maladie  de  ScS.  L’inhibition  de  la   mPGES-1   pourrait   représenter   une   bonne   stratégie   alternative   pour   contrer   l’inflammation   et   la   fibrose au moins durant les stades précoces de la maladie de ScS. De plus, une signalisation excessive   de   l’éphrine B2 favorise la signalisation adhésive et fibreuse en déclenchant la différenciation   de   fibroblastes   en   myofibroblastes   par   l’activation   de   la   voie   de   signalisation   de   la  FAK.  Ainsi,  l’inhibition  d’éphrine  B2  bloquera  la  formation  de  fibroblastes-myofibroblastes et régulera à la baisse la fibrose associée à la maladie de ScS. En somme, la mPGES-1  et  l’éphrine   B2 semblent toutes deux des cibles attrayantes pour le traitement de la ScS et des troubles fibreux qui y sont reliés.

Rôle de MTORC2 dans la sénescence et la différenciation myofibroblastique induites par l'autophagie

Il a été suggéré que l’autophagie pouvait participer au processus fibrotique en favorisant la différenciation du fibroblaste en myofibroblaste. La sénescence cellulaire a aussi été montrée comme impliquée dans la réparation tissulaire et la fibrose. Des liens ont été établis entre autophagie et sénescence. Cette étude a pour but d’investiguer les liens possibles entre autophagie, sénescence et différenciation myofibroblastique afin de mieux comprendre les mécanismes moléculaires régulant la réparation tissulaire et la fibrose. Les fibroblastes carencés en sérum pendant quatre jours montrent des ratios LC3B-II/-I élevés et des niveaux de SQSTM1/p62 diminués. L’augmentation de l’autophagie est accompagnée d’une augmentation de l’expression des marqueurs de différenciation myofibroblastique ACTA2/αSMA et collagènes de type 1 et 3 et de la formation de fibres de stress. Les fibroblastes autophagiques expriment les marqueurs de sénescence CDKN1A (p21) et p16INK4a (p16) et montrent une augmentation de l’activité beta-galactosidase associée à la sénescence. L’inhibition de l’autophagie à l’aide de différents inhibiteurs de phosphoinositide 3-kinase de classe I et de phosphatidylinositol 3-kinase de classe III (PtdIns3K) ou par inhibition génique à l’aide d’ARN interférant ATG7 bloquent l’expression des marqueurs de différenciation et de sénescence. L’expression et la sécrétion de CTGF (connective tissue growth factor) sont augmentées chez les fibroblastes autophagiques. L’inhibition de l’expression du CTGF par interférence génique prévient la différenciation myofibroblastique, démontrant l’importance de ce facteur pro-fibrotique pour la différenciation induite par l’autophagie. La phosphorylation de la kinase RPS6KB1/p70S6K, cible du complexe MTORC1, est abolie dans les fibroblastes autophagiques. La phosphorylation d’AKT à la Ser473, une cible du complexe MTORC2, diminue lors de la carence en sérum des fibroblastes mais est suivie d’une rephosphorylation après 2 jours. Ce résultat suggère la réactivation de MTORC2 lors d’une autophagie prolongée. Ceci a été vérifié par inhibition de l’autophagie dans les fibroblastes carencés en sérum. Les inhibiteurs de PtdIns3K et le siRNA ATG7 bloquent la rephosphorylation d’AKT. L’inhibition de la réactivation de MTORC2, et donc de la rephosphorylation d’AKT, est aussi obtenue par exposition des fibroblastes à la rapamycine, le Torin 1 ou par inhibition génique de RICTOR. Ces traitements inhibent l’augmentation de l’expression du CTGF ainsi que des marqueurs de différenciation et de sénescence, démontrant le rôle central joué par MTORC2 dans ces processus. Le stress oxydant peut induire la sénescence et la carence en sérum est connue pour augmenter la quantité de ROS (reactive oxygen species) dans les cellules. Afin d’investiguer le rôle des ROS dans la différenciation et la sénescence induites par l’autophagie, nous avons incubés les fibroblastes carencés en sérum en présence de N-acetyl-L-cysteine (NAC). Le NAC diminue la production de ROS, diminue les marqueurs d’autophagie, de sénescence et de différenciation myofibroblastique. Le NAC inhibe aussi la phosphorylation d’AKT Ser473. L’ensemble de ces résultats identifient les ROS en association avec une autophagie prolongée comme des nouveaux activateurs du complexe MTORC2. MTORC2 est central pour l’activation subséquente de la sénescence et de la différenciation myofibroblastique.

Bone marrow mononuclear cells attenuate fibrosis development after severe acute kidney injury

One of the early phases that lead to fibrosis progression is inflammation. Once this stage is resolved, fibrosis might be prevented. Bone marrow mononuclear cells (BMMCs) are emerging as a new therapy for several pathologies, including autoimmune diseases, because they enact immunosuppression. In this study we aimed to evaluate the role of BMMC administration in a model of kidney fibrosis induced by an acute injury. C57Bl6 mice were subjected to unilateral severe ischemia by clamping the left renal pedicle for 1 h. BMMCs were isolated from femurs and tibia, and after 6 h of reperfusion, 1 x 10(6) cells were administrated intraperitoneally. At 24 h after surgery, treated animals showed a significant decrease in creatinine and urea levels when compared with untreated animals. Different administration routes were tested. Moreover, interferon (IFN) receptor knockout BMMCs were used, as this receptor is necessary for BMMC activation. Labeled BMMCs were found in ischemic kidney on FACS analysis. This improved outcome was associated with modulation of inflammation in the kidney and systemic modulation, as determined by cytokine expression profiling. Despite non-amelioration of functional parameters, kidney mRNA expression of interleukin (IL)-6 at 6 weeks was lower in BMMC-treated animals, as were levels of collagen 1, connective tissue growth factor (CTGF), transforming growth factor-beta (TGF-beta) and vimentin. Protective molecules, such as IL-10, heme oxygenase 1 (HO-1) and bone morphogenetic 7 (BMP-7), were increased in treated animals after 6 weeks. Moreover, Masson and Picrosirius red staining analyses showed less fibrotic areas in the kidneys of treated animals. Thus, early modulation of inflammation by BMMCs after an ischemic injury leads to reduced fibrosis through modulation of early inflammation.

Cardiac benefits of exercise training in aging spontaneously hypertensive rats

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Ciprofloxacin has antifibrotic effects in scleroderma fibroblasts via downregulation of Dnmt1 and upregulation of Fli1

Systemic sclerosis (SSc) is characterized by fibrosis of the skin and internal organs. The present study was undertaken to examine the effects of ciprofloxacin, a fluoroquinolone antibiotic implicated in matrix remodeling, on dermal and lung fibroblasts obtained from SSc patients. Dermal and lung fibroblasts from SSc patients and healthy subjects were treated with ciprofloxacin. Western blotting was used to analyze protein levels and RT-PCR was used to measure in RNA expression. The pharmacologic inhibitor UO126 was used to block Erk1/2 signaling. SSc dermal fibroblasts demonstrated a significant decrease in collagen type I mRNA and protein levels after antibiotic treatment, while healthy dermal fibroblasts were less sensitive to ciprofloxacin, downregulating collagen only at the protein levels. Connective tissue growth factor (CCN2) gene expression was significantly reduced and matrix metalloproteinase (MMPI) levels were enhanced after ciprofloxacin treatment to a similar extent in healthy and SSc fibroblasts. Ciprofloxacin induced Erk1/2 phosphorylation, and Erk1/2 blockade completely prevented MMP1 upregulation. However. Smad1 and Smad3 activation in response to TGF beta was not affected. The expression of friend leukemia integration factor 1 (Fli1). a transcriptional repressor of collagen, was increased after treatment with ciprofloxacin only in SSc fibroblasts, and this was accompanied by a decrease in the levels of DNA methyltransferase 1 (Dnmt1). Similar effects were observed in SSc-interstitial lung disease (ILD) lung fibroblasts. In summary, our study demonstrates that ciprofloxacin has antifibrotic actions in SSc dermal and lung fibroblasts via the downregulation of Dnmt1, the upregulation of Fli1 and induction of MMPI gene expression via an Erk1/2-dependent mechanism. Thus, our data suggest that ciprofloxacin may he an attractive therapy for SSc skin and lung fibrosis.

Spironolactone prevents alterations associated with cardiac hypertrophy produced by isoproterenol in rats: involvement of serum- and glucocorticoid-regulated kinase type 1

Persistent beta-adrenergic receptor stimulation with isoproterenol is associated with cardiac hypertrophy as well as cardiac synthesis of angiotensin II. Serum- and glucocorticoid-regulated kinase type 1 (SGK-1) is a key mediator in structural, functional and molecular cardiac effects of aldosterone in rats. This study was designed to investigate the cardiac effects of the mineralocorticoid receptor antagonist spironolactone on the response to isoproterenol treatment in rats, as well as the involvement of the main mediator of cellular aldosterone action, SGK-1, in the heart. Male Wistar rats received isoproterenol (3 mg kg-1 day-1) or vehicle for 15 days. Half of the animals in each group were simultaneously treated with spironolactone (200 mg kg-1 day-1). Systolic and diastolic blood pressures were not significantly different among groups. Treatment with spironolactone normalized the increased left ventricular end-diastolic pressure observed in isoproterenol-treated rats. Isoproterenol treatment induced cardiac hypertrophy and increased collagen content, both of which were normalized by spironolactone treatment. The mRNA levels of transforming growth factor beta, connective tissue growth factor, matrix metalloprotease 2, matrix metalloprotease inhibitor 2, tumour necrosis factor a, interleukin 1 beta, p22phox and xanthine dehydrogenase were increased (P < 0.05) in isoproterenol-treated rats, and this effect was prevented by spironolactone (P < 0.05). Spironolactone also reduced the elevated SGK-1 expression in isoproterenol-treated rats. The observed reduction of the principal mediator of aldosterone cellular actions, SGK-1, by spironolactone in hearts from isoproterenol-treated rats suggests a role of mineralocorticoids in the cardiac hypertrophy, fibrosis, inflammation, oxidation and diastolic dysfunction induced by isoproterenol treatment in rats.

Ruolo di interleuchina-33 sull'espressione di geni profibrotici e sull'ipertrofia dei miofibroblasti nella fibrosi intestinale

Background: Intestinal fibrosis is a serious complication of IBD, with more than a third of Crohn’s disease (CD) patients developing a fibrostenosing phenotype with formation of strictures that will require surgical intervention. Remarkably, SAMP1/YitFc (SAMP) mice, a spontaneous model of CD, develop gut fibrosis; similar to IBD patients, the pathophysiology of SAMP fibrosis is unknown. IL-33 is a member of the IL-1 cytokine family and increased expression is associated with IBD. Emerging evidence suggests its potential role in liver and cutaneous fibrosis, as well as myofibroblast-associated colonic ulcerations . Aim: The aim of this study was to evaluate the role of IL-33 as a potential mediator of profibrotic events leading to intestinal fibrosis and possible stricture formation. Methods: A detailed histologic time course study, with collagen-specific Masson trichrome staining and IHC for ST2 (IL-33 receptor), was performed on SAMP and control AKR (parental strain) mice. qRT-PCR was done on full-thickness ilea for the profibrogenic genes, collagen (coll)-1, coll-3, connective tissue growth factor (CTGF) and insulin-like growth factor 1 (IGF-1). Exogenous IL-33 (33 μg/kg, i.p.) or vehicle was administered daily for 7d to SAMP and AKR mice (N=6/exp group), and ileal tissues evaluated as above. Finally, microarray analysis was performed on full-thickness ilea from SAMP and AKR mice, and IL-33 stimulated subepithelial myofibroblasts (SEMFs). Results: SAMP mice displayed ileal skip lesions with randomly distributed strictures, preceded by typical pre-stricture dilations of the ileum. Ileal wall was visibly thickened with hypertrophy of the serosa, muscularis mucosa, muscularis propria, within which intense collagen deposition was observed, and inflammatory infiltrates in segments showing strictures. Interestingly, intense ST2 staining was present within the inflamed lamina propria of SAMP, notably localized to SEMFs. Fibrosis was first observed at 20 wks, and reached its peak by 50 wks of age. mRNA expression of coll-1 (4.74±0.69-fold; P=0.001), coll-3 (4.92±1.05-fold; P=0.01), IGF1 (12.9±3.45; P=0.006), and CTGF (3.29±0.69; P=0.004) was dramatically elevated in SAMP vs. AKR ilea. IL-33 treatment of AKR mice induced a marked increase in muscle fiber/myofibroblast cellularity and hypertrophy of the muscularis propria (4.13±0.74-fold; P<0.0001), and mRNA expression of coll-1 (5.16±0.89-fold; P=0.0009), coll-3 (1.97±0.14-fold; P=0.01), IGF-1 (9.32±2.27-fold; P=0.004), and CTGF (1.43±0.31-fold; P=0.006) vs. vehicle controls. Microarray data from SAMP ilea and IL-33-treated SEMFs confirmed these trends, displaying a global increase in profibrogenic gene expression. Conclusion: These data suggest an important role for IL-33 in intestinal fibrosis, and may represent a potential target for the treatment of IBD-associated fibrosis and stricture formation.