Measurement of Bioactivity of Immunomodulatory Treatment of Relapsing Multiple Sclerosis. With Emphasis on MxA Protein

Background Multiple sclerosis (MS) is a demyelinating disease of the central nervous system, which mainly affects young adults. In Finland, approximately 2500 out of 6000 MS patients have relapsing MS and are treated with disease modifying drugs (DMD): interferon- β (INF-β-1a or INF-β-1b) and glatiramer acetate (GA). Depending on the used IFN-β preparation, 2 % to 40 % of patients develop neutralizing antibodies (NAbs), which abolish the biological effects of IFN-β, leading to reduced clinical and MRI detected efficacy. According to the Finnish Current Care Guidelines and European Federation of Neurological Societis (EFNS) guidelines, it is suggested tomeasure the presence of NAbs during the first 24 months of IFN-β therapy. Aims The aim of this thesis was to measure the bioactivity of IFN-β therapy by focusing on the induction of MxA protein (myxovirus resistance protein A) and its correlation to neutralizing antibodies (NAb). A new MxA EIA assay was set up to offer an easier and rapid method for MxA protein detection in clinical practice. In addition, the tolerability and safety of GA were evaluated in patients who haddiscontinued IFN-β therapy due to side effects and lack of efficacy. Results NAbs developed towards the end of 12 months of treatment, and binding antibodies were detectable before or parallel with them. The titer of NAb correlated negatively with the amount of MxA protein and the mean values of preinjection MxA levels never returned to true baseline in NAb negative patients, but tended to drop in the NAb positive group. The test results between MxA EIA and flow cytometric analysis showed significant correlation. GA reduced the relapse rate and was a safe and well-tolerated therapy in IFN-β-intolerant MS patients. Conclusions NAbs inhibit the induction of MxA protein, which can be used as a surrogate marker of the bioactivity of IFN-β therapy. Compared to flow cytometricanalysis and NAb assay, MxA-EIA seemed to be a sensitive and more practical method in clinical use to measure the actual bioactivity of IFN-β treatment, which is of value also from a cost-effective perspective.

Mechanism of reduction of virus release and cell-cell fusion in persistent canine distemper virus infection.

Canine distemper virus (CDV), a mobillivirus related to measles virus causes a chronic progressive demyelinating disease, associated with persistence of the virus in the central nervous system (CNS). CNS persistence of morbilliviruses has been associated with cell-to-cell spread, thereby limiting immune detection. The mechanism of cell-to-cell spread remains uncertain. In the present study we studied viral spread comparing a cytolytic (non-persistent) and a persistent CDV strain in cell cultures. Cytolytic CDV spread in a compact concentric manner with extensive cell fusion and destruction of the monolayer. Persistent CDV exhibited a heterogeneous cell-to-cell pattern of spread without cell fusion and 100-fold reduction of infectious viral titers in supernatants as compared to the cytolytic strain. Ultrastructurally, low infectious titers correlated with limited budding of persistent CDV as compared to the cytolytic strain, which shed large numbers of viral particles. The pattern of heterogeneous cell-to-cell viral spread can be explained by low production of infectious viral particles in only few areas of the cell membrane. In this way persistent CDV only spreads to a small proportion of the cells surrounding an infected one. Our studies suggest that both cell-to-cell spread and limited production of infectious virus are related to reduced expression of fusogenic complexes in the cell membrane. Such complexes consist of a synergistic configuration of the attachment (H) and fusion (F) proteins on the cell surface. F und H proteins exhibited a marked degree of colocalization in cytolytic CDV infection but not in persistent CDV as seen by confocal laser microscopy. In addition, analysis of CDV F protein expression using vaccinia constructs of both strains revealed an additional large fraction of uncleaved fusion protein in the persistent strain. This suggests that the paucity of active fusion complexes is due to restricted intracellular processing of the viral fusion protein.

Recovery of a persistent Canine distemper virus expressing the enhanced green fluorescent protein from cloned cDNA.

Wild-type A75/17-Canine distemper virus (CDV) is a highly virulent strain, which induces a persistent infection in the central nervous system (CNS) with demyelinating disease. Wild-type A75/17-CDV, which is unable to replicate in cell lines to detectable levels, was adapted to grow in Vero cells and was designated A75/17-V. Sequence comparison between the two genomes revealed seven nucleotide differences located in the phosphoprotein (P), the matrix (M) and the large (L) genes. The P gene is polycistronic and encodes two auxiliary proteins, V and C, besides the P protein. The mutations resulted in amino acid changes in the P and V, but not in the C protein, as well as in the M and L proteins. Here, a rescue system was developed for the A75/17-V strain, which was shown to be attenuated in vivo, but retains a persistent infection phenotype in Vero cells. In order to track the recombinant virus, an additional transcription unit coding for the enhanced green fluorescent protein (eGFP) was inserted at the 3' proximal position in the A75/17-V cDNA clone. Reverse genetics technology will allow us to characterize the genetic determinants of A75/17-V CDV persistent infection in cell culture.

Role of the transcription factor sox4 in schwann cell development

Previous studies demonstrated that both Schwann cell differentiation and de-differentiation (in the situation of a nerve injury or demyelinating disease) are regulated by cell-intrinsic regulators including several transcription factors. In particular, the de-differentiation of mature Schwann cells is driven by the activation of multiple negative regulators of myelination including c-Jun, Notch, Sox-2 and Pax-3, all usually expressed in the immature Schwann cells and suppressed at the onset of myelination. In order to identify new negative regulators of myelination involved in the development of the peripheral nervous system (PNS) we analyzed the data from a previously performed transcriptional analysis of myelinating Schwann cells. Based on its transcriptional expression profile during myelination, Sox4, a member of the Sox gene family, was identified as a potential candidate. Previous studies demonstrated that prolonged Sox4 expression in oligodendrocytes maintains these cells in a premyelinating state, further suggesting its role as a negative regulator of myelination. Concomitantly, we observed upregulation of Sox4 mRNA and protein expression levels in the PNS of three different models of demyelinating neuropathies (Pmp22, Lpin1, and Scap KOs). To better characterize the molecular function of Sox4, we used a viral vector allowing Sox4 overexpression in cultured Schwann cells and in neuron-Schwann cell co-cultures. In parallel, we generated two transgenic lines of mice in which the overexpression of Sox4 is driven specifically in Schwann cells by the Myelin Protein Zero gene promoter. The preliminary data from these in vitro and in vivo experiments show that overexpression of Sox4 in PNS causes a delay in progression of myelination thus indicating that Sox4 acts as a negative regulator of Schwann cell myelination.

Induced pluripotent stem cells as a promising tool to study the effect of interleukin-22 in multiple sclerosis

La sclérose en plaques (SEP) est une maladie démyélinisante du système nerveux central (SNC) provoquant des pertes motrices, sensitives et cognitives. La SEP se déclare chez le jeune adulte ayant des prédispositions génétiques, mais semble induite, par des facteurs environnementaux. La SEP touche principalement les femmes et sa prévalence dans les zones à haut risque, tel que la Suisse, est de 0.1%. Bien que son étiologie exacte reste méconnue, nous savons que la maladie est médiée par des lymphocytes T autoréactifs périphériques, qui infiltrent le SNC où ils activent d'autres cellules immunitaires ainsi que les cellules du SNC elles-mêmes, créant un foyer inflammatoire, qui va attaquer et finir par tuer les oligodendrocytes et les neurones. Les épisodes inflammatoires sont entrecoupés par des phases de rémission associées à une guérison partielle des lésions. Cette première phase de la maladie, comprenant des épisodes inflammatoires et de rémissions est appelé SEP récurrente-rémittente (SEP-RR) et touche 90% des patients. Elle évolue, dans deux-tiers des cas, vers une SEP secondaire progressive (SEP-SP), qui est caractérisée par une progression constante de la maladie, associée à une réduction de l'inflammation mais une augmentation de la neurodégénérescence. Les patients souffrants de SEP primaire progressive (SEP-PP) développent directement les symptômes de la phase progressive de la maladie. Les thérapies disponibles ont considérablement amélioré l'évolution de la maladie des patients SEP-RR, en agissant sur une diminution de la réponse immunitaire et donc de l'inflammation. Cependant, ces traitements sont inefficaces chez les patients SEP-SP et SEP-PP, n'agissant pas sur la neurodégénérescence. IL-22, une cytokine sécrétée notoirement par les cellules Th17, a été associée à la SEP en contribuant à la perméabilisation de la barrière hémato-encéphalique et à l'inflammation du SNC, qui sont des étapes clés de la pathogenèse de la maladie. En outre, le gène codant pour un inhibiteur puissant d'IL- 22, 'IL-22 binding protein' (IL-22BP), a été démontré comme un facteur de risque de la SEP. Ces indices nous ont poussés à nous intéresser de plus près au rôle de l'IL-22 dans la SEP. Nous avons pu montrer qu'IL-22 et IL-22BP étaient augmentées dans le sang des patients SEP par rapport à des sujets sains. Nous avons trouvé qu'IL-22 cible spécifiquement les astrocytes dans le SNC et que son récepteur est particulièrement exprimé dans les lésions des patient SEP. Contre toute attente, nous avons pu montrer que l'IL-22 semble soutenir la survie des astrocytes. Cette découverte, suggérant qu'IL-22 serait protecteur pour le SNC et pour la SEP, confirme de récentes publications et ouvre la voie à de potentielles applications thérapeutiques. En parallèle, dans le but de mieux comprendre l'immunopathogenèse de la SEP, nous avons développé les techniques de culture de cellules souches pluripotentes induites (iPSC). Nos iPSC sont dérivées du sang des donneurs et acquièrent toutes les propriétés des cellules souches embryonnaires après induction. Les iPSC peuvent ensuite être différenciées en différents types de cellules, dont les cellules du SNC. Nous avons ainsi pu obtenir avec succès des neurones, dérivés de cellules du sang, en passant par le stade des iPSC. La prochaine étape consiste à générer des cultures d'astrocytes et d'oligodendrocytes et ainsi obtenir les principales cellules du SNC, le but étant de former de véritables 'cerveaux-en-culture'. Cet outil semble particulièrement adapté à l'étude de l'activité de diverses molécules sur les cellules du SNC, comme par exemple l'IL-22 et d'autres molécules ayant un potentiel intérêt thérapeutique au niveau du SNC. Le but ultime étant de développer des co-cultures de cellules du SNC avec des cellules immunitaires autologues, de patients SEP et de sujets sains, afin de mettre en évidence l'attaque des cellules du SNC par des leucocytes autoréactifs. Ce projet prospectif a permis d'accroître nos connaissance sur des aspects immunitaires de la SEP et à pour but de mieux comprendre l'immunopathogenèse de la SEP afin d'élaborer de nouvelles stratégies thérapeutiques. -- La sclérose en plaques est une maladie auto-inflammatoire du système nerveux central conduisant à la destruction de la myéline, indispensable à la conduction nerveuse, et finalement à la mort des neurones eux-mêmes. Cela a pour conséquence des pertes motrices, sensorielles et cognitives, qui ont tendance à s'aggraver au fil de la maladie. Elle se déclare chez le jeune adulte, entre l'âge de 20 et 40 ans, et prédomine chez la femme. En Suisse, environ une personne sur l'OOO est atteinte de sclérose en plaques. Les causes exactes de cette maladie, qui incluent des facteurs génétiques et environnementaux, sont encore mal connues. Des traitements de plus en plus efficaces ont été développés ces dernières années et ont permis de drastiquement améliorer l'évolution de la maladie chez les patients atteints de sclérose en plaques. Cependant, ces traitements ne sont efficaces que sur certaines catégories de patients et peuvent engendrer de lourds effets secondaires. Ces thérapies agissent presque exclusivement sur les cellules du système immunitaire en les désactivant partiellement, mais pas sur les cellules nerveuses, qui sont pourtant celles qui conditionnent le devenir du patient. Le développement de médicaments protégeant ou permettant la régénération des cellules du système nerveux central est donc primordial. L'étude de l'interleukine-22 nous a permis de montrer que cette cytokine ('hormone' du système immunitaire) pouvait cibler spécifiquement les astrocytes, des cellules gliales qui jouent un rôle central dans le maintien de l'équilibre du système nerveux central. Nos recherches ont montré que cette interleukine-22 permettrait une meilleure survie des astrocytes durant la phase aiguë de la maladie et aurait aussi des propriétés neuroprotectrices. En parallèle, nous sommes en train de développer un nouveau modèle in vitro d'étude de la sclérose en plaques grâce à la technologie des cellules souches pluripotentes induites. Ces cellules souches sont induites à partir de cellules du sang du donneur et acquièrent toutes les caractéristiques des cellules souches embryonnaires présentes dans un organisme en formation. Ainsi, ces cellules souches pluripotentes ont, par exemple, la capacité de se différencier en cellules du système nerveux central. Nous avons pu, de cette manière, obtenir des neurones. Le but ultime serait de pouvoir reconstituer une ébauche de cerveau in vitro, en cultivant ensemble différents types de cellules du système nerveux central, afin d'y réaliser des expériences avec des cellules immunitaires du même donneur. Ces travaux ont pour but d'améliorer notre compréhension de la pathogenèse de la sclérose en plaques et de permettre le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. --Multiple sclerosis (MS) is a demyelinating disease of the central nervous system leading to cognitive, sensitive and motor disabilities. MS occurs in genetically predisposed young adults with probable environmental triggers. MS affects predominantly women and its prevalence in high risk area such as Switzerland is 0.1%. Though its exact aetiology remains undetermined, we know that autoreactive T cells from de periphery are reactivated and recruited into the central nervous system (CNS) were they further activate other immune cells and resident cells, creating inflammatory foci, where oligodendrocytes and neurons are insulted and, eventually, killed. Inflammatory episodes, called relapses, are interspersed with remission phases where partial recovery of the lesions occurs. This first phase of the disease, occurring in 90% of the patients, is called relapsing-remitting MS (RR-MS) and is leading, in two-third of the cases, to secondary-progressive MS (SP-MS), where there is a continuous steady progression of the disease, associated with reduced inflammation but increased neurodegeneration. Primary-progressive MS (PP-MS) patients experience directly this progressive phase of the disease. Whereas disease modifying therapies have dramatically ameliorated the disease course of RR-MS patients by dampening immunity and, in turn, inflammation, treatments of SP-MS and PP-MS patients, who suffer primarily from the neurodegenerative aspect of the disease, are still inexistent. IL-22, a pro-inflammatory Th17 cell cytokine, has been associated with MS by participating to blood-brain barrier infiltration and CNS inflammation, which are crucial steps in MS pathogenesis. In addition, the gene coding for IL-22 binding protein (IL-22BP), which is a potent secreted IL-22 inhibitor, has been associated with MS risk. These findings call for further investigation on the role of IL-22 in MS. We detected increased IL-22 and IL-22BP in the blood of MS patients as compared to healthy controls. Acting exclusively on cells of nonhematopoietic origin, we found that IL-22 targets specifically astrocytes in the CNS and that its receptor is highly expressed in the lesion of MS patients. Unexpectedly, we found that IL-22 seems to promote survival of astrocytes. This finding, suggesting that IL-22 might be protective for the CNS in the context of MS, is consistent with recent publications and might open putative therapeutic applications at the CNS level. In parallel, with the aim of better understanding the immunopathogenesis of MS, we developed induced pluripotent stem cell (iPSC) techniques. IPSC are derived from blood cells of the donors and bear embryonic stem cell properties. IPSC can be differentiated into various cell types including CNS cells. We successfully obtained neurons derived from the donor blood cells, through iPSC. We further aim at developing astrocytes and oligodendrocytes cultures to recreate a 'brain-in-a-dish'. This would be a powerful tool to test the activity of various compounds on CNS cells, including IL-22 and other putative neuroprotective drugs. Ultimately, the goal is to develop co-cultures of CNS cells with autologous immune cells of MS patients as well as healthy controls to try to expose evidence of CNS cells targeted by autoreactive leukocytes. This prospective project has increased our knowledge of immune aspects of MS and further aims at better understanding the immunopathology of MS in order to pave the way to the elaboration of new therapeutic strategies.

Programming Hippocampal Neural Stem/Progenitor Cells into Oligodendrocytes Enhances Remyelination in the Adult Brain after Injury.

Demyelinating diseases are characterized by a loss of oligodendrocytes leading to axonal degeneration and impaired brain function. Current strategies used for the treatment of demyelinating disease such as multiple sclerosis largely rely on modulation of the immune system. Only limited treatment options are available for treating the later stages of the disease, and these treatments require regenerative therapies to ameliorate the consequences of oligodendrocyte loss and axonal impairment. Directed differentiation of adult hippocampal neural stem/progenitor cells (NSPCs) into oligodendrocytes may represent an endogenous source of glial cells for cell-replacement strategies aiming to treat demyelinating disease. Here, we show that Ascl1-mediated conversion of hippocampal NSPCs into mature oligodendrocytes enhances remyelination in a diphtheria-toxin (DT)-inducible, genetic model for demyelination. These findings highlight the potential of targeting hippocampal NSPCs for the treatment of demyelinated lesions in the adult brain.

Modulation of fibronectin expression in the central nervous system of Lewis rats with experimental autoimmune encephalomyelitis

Fibronectin (FN), a large family of plasma and extracellular matrix (ECM) glycoproteins, plays an important role in leukocyte migration. In normal central nervous system (CNS), a fine and delicate mesh of FN is virtually restricted to the basal membrane of cerebral blood vessels and to the glial limitans externa. Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), an inflammatory CNS demyelinating disease, was induced in Lewis rats with a spinal cord homogenate. During the preclinical phase and the onset of the disease, marked immunolabelling was observed on the endothelial luminal surface and basal lamina of spinal cord and brainstem microvasculature. In the paralytic phase, a discrete labelling was evident in blood vessels of spinal cord and brainstem associated or not with an inflammatory infiltrate. Conversely, intense immunolabelling was present in cerebral and cerebellar blood vessels, which were still free from inflammatory cuffs. Shortly after clinical recovery minimal labelling was observed in a few blood vessels. Brainstem and spinal cord returned to normal, but numerous inflammatory foci and demyelination were still evident near the ventricle walls, in the cerebral cortex and in the cerebellum. Intense expression of FN in brain vessels ascending from the spinal cord towards the encephalon preceded the appearance of inflammatory cells but faded away after the establishment of the inflammatory cuff. These results indicate an important role for FN in the pathogenesis of CNS inflammatory demyelinating events occurring during EAE.

The extracellular matrix in multiple sclerosis: an update

Extracellular matrix (ECM) molecules play important roles in the pathobiology of the major human central nervous system (CNS) inflammatory/demyelinating disease multiple sclerosis (MS). This mini-review highlights some recent work on CNS endothelial cell interactions with vascular basement membrane ECM as part of the cellular immune response, and roles for white matter ECM molecules in demyelination and remyelination in MS lesions. Recent basic and clinical investigations of MS emphasize axonal injury, not only in chronic MS plaques, but also in acute lesions; progressive axonal degeneration in normal-appearing white matter also may contribute to brain and spinal cord atrophy in MS patients. Remodeling of the interstitial white matter ECM molecules that affect axon regeneration, however, is incompletely characterized. Our ongoing immunohistochemical studies demonstrate enhanced ECM versican, a neurite and axon growth-inhibiting white matter ECM proteoglycan, and dermatan sulfate proteoglycans at the edges of inflammatory MS lesions. This suggests that enhanced proteoglycan deposition in the ECM and axonal growth inhibition may occur early and are involved in expansion of active lesions. Decreased ECM proteoglycans and their phagocytosis by macrophages along with myelin in plaque centers imply that there is "injury" to the ECM itself. These results indicate that white matter ECM proteoglycan alterations are integral to MS pathology at all disease stages and that they contribute to a CNS ECM that is inhospitable to axon regrowth/regeneration.

Chemokines in the cerebrospinal fluid of patients with active and stable relapsing-remitting multiple sclerosis

Multiple sclerosis (MS) is a chronic inflammatory demyelinating disease of the human central nervous system. Although its etiology is unknown, the accumulation and activation of mononuclear cells in the central nervous system are crucial to its pathogenesis. Chemokines have been proposed to play a major role in the recruitment and activation of leukocytes in inflammatory sites. They are divided into subfamilies on the basis of the location of conserved cysteine residues. We determined the levels of some CC and CXC chemokines in the cerebrospinal fluid (CSF) of 23 relapsing-remitting MS patients under interferon-ß-1a therapy and 16 control subjects using ELISA. MS patients were categorized as having active or stable disease. CXCL10 was significantly increased in the CSF of active MS patients (mean ± SEM, 369.5 ± 69.3 pg/mL) when compared with controls (178.5 ± 29.1 pg/mL, P < 0.05). CSF levels of CCL2 were significantly lower in active MS (144.7 ± 14.4 pg/mL) than in controls (237.1 ± 16.4 pg/mL, P < 0.01). There was no difference in the concentration of CCL2 and CXCL10 between patients with stable MS and controls. CCL5 was not detectable in the CSF of most patients or controls. The qualitative and quantitative differences of chemokines in CSF during relapses of MS suggest that they may be useful as a marker of disease activity and of the mechanisms involved in the pathogenesis of the disease.

Régulation moléculaire de la barrière hémo-encéphalique

La Sclérose en plaques (SEP) est une maladie auto-immune inflammatoire démyélinisante du système nerveux central (SNC), lors de laquelle des cellules inflammatoires du sang périphérique infiltrent le SNC pour y causer des dommages cellulaires. Dans ces réactions neuroinflammatoires, les cellules immunitaires traversent le système vasculaire du SNC, la barrière hémo-encéphalique (BHE), pour avoir accès au SNC et s’y accumuler. La BHE est donc la première entité que rencontrent les cellules inflammatoires du sang lors de leur migration au cerveau. Ceci lui confère un potentiel thérapeutique important pour influencer l’infiltration de cellules du sang vers le cerveau, et ainsi limiter les réactions neuroinflammatoires. En effet, les interactions entre les cellules immunitaires et les parois vasculaires sont encore mal comprises, car elles sont nombreuses et complexes. Différents mécanismes pouvant influencer la perméabilité de la BHE aux cellules immunitaires ont été décrits, et représentent aujourd’hui des cibles potentielles pour le contrôle des réactions neuro-immunes. Cette thèse a pour objectif de décrire de nouveaux mécanismes moléculaires opérant au niveau de la BHE qui interviennent dans les réactions neuroinflammatoires et qui ont un potentiel thérapeutique pour influencer les interactions neuro-immunologiques. Ce travail de doctorat est séparé en trois sections. La première section décrit la caractérisation du rôle de l’angiotensine II dans la régulation de la perméabilité de la BHE. La seconde section identifie et caractérise la fonction d’une nouvelle molécule d’adhérence de la BHE, ALCAM, dans la transmigration de cellules inflammatoires du sang vers le SNC. La troisième section traite des propriétés sécrétoires de la BHE et du rôle de la chimiokine MCP-1 dans les interactions entre la BHE et les cellules souches. Dans un premier temps, nous démontrons l’importance de l’angiotensinogène (AGT) dans la régulation de la perméabilité de la BHE. L’AGT est sécrété par les astrocytes et métabolisé en angiotensine II pour pouvoir agir au niveau des CE de la BHE à travers le récepteur à l’angiotensine II, AT1 et AT2. Au niveau de la BHE, l’angiotensine II entraîne la phosphorylation et l’enrichissement de l’occludine au sein de radeaux lipidiques, un phénomène associé à l’augmentation de l’étanchéité de la BHE. De plus, dans les lésions de SEP, on retrouve une diminution de l’expression de l’AGT et de l’occludine. Ceci est relié à nos observations in vitro, qui démontrent que des cytokines pro-inflammatoires limitent la sécrétion de l’AGT. Cette étude élucide un nouveau mécanisme par lequel les astrocytes influencent et augmentent l’étanchéité de la BHE, et implique une dysfonction de ce mécanisme dans les lésions de la SEP où s’accumulent les cellules inflammatoires. Dans un deuxième temps, les techniques établies dans la première section ont été utilisées afin d’identifier les protéines de la BHE qui s’accumulent dans les radeaux lipidiques. En utilisant une technique de protéomique nous avons identifié ALCAM (Activated Leukocyte Cell Adhesion Molecule) comme une protéine membranaire exprimée par les CE de la BHE. ALCAM se comporte comme une molécule d’adhérence typique. En effet, ALCAM permet la liaison entre les cellules du sang et la paroi vasculaire, via des interactions homotypiques (ALCAM-ALCAM pour les monocytes) ou hétérotypiques (ALCAM-CD6 pour les lymphocytes). Les cytokines inflammatoires augmentent le niveau d’expression d’ALCAM par la BHE, ce qui permet un recrutement local de cellules inflammatoires. Enfin, l’inhibition des interactions ALCAM-ALCAM et ALCAM-CD6 limite la transmigration des cellules inflammatoires (monocytes et cellules T CD4+) à travers la BHE in vitro et in vivo dans un modèle murin de la SEP. Cette deuxième partie identifie ALCAM comme une cible potentielle pour influencer la transmigration de cellules inflammatoires vers le cerveau. Dans un troisième temps, nous avons pu démontrer l’importance des propriétés sécrétoires spécifiques à la BHE dans les interactions avec les cellules souches neurales (CSN). Les CSN représentent un potentiel thérapeutique unique pour les maladies du SNC dans lesquelles la régénération cellulaire est limitée, comme dans la SEP. Des facteurs qui limitent l’utilisation thérapeutique des CSN sont le mode d’administration et leur maturation en cellules neurales ou gliales. Bien que la route d’administration préférée pour les CSN soit la voie intrathécale, l’injection intraveineuse représente la voie d’administration la plus facile et la moins invasive. Dans ce contexte, il est important de comprendre les interactions possibles entre les cellules souches et la paroi vasculaire du SNC qui sera responsable de leur recrutement dans le parenchyme cérébral. En collaborant avec des chercheurs de la Belgique spécialisés en CSN, nos travaux nous ont permis de confirmer, in vitro, que les cellules souches neurales humaines migrent à travers les CE humaines de la BHE avant d’entamer leur différenciation en cellules du SNC. Suite à la migration à travers les cellules de la BHE les CSN se différencient spontanément en neurones, en astrocytes et en oligodendrocytes. Ces effets sont notés préférentiellement avec les cellules de la BHE par rapport aux CE non cérébrales. Ces propriétés spécifiques aux cellules de la BHE dépendent de la chimiokine MCP-1/CCL2 sécrétée par ces dernières. Ainsi, cette dernière partie suggère que la BHE n’est pas un obstacle à la migration de CSN vers le SNC. De plus, la chimiokine MCP-1 est identifiée comme un facteur sécrété par la BHE qui permet l’accumulation et la différentiation préférentielle de cellules souches neurales dans l’espace sous-endothélial. Ces trois études démontrent l’importance de la BHE dans la migration des cellules inflammatoires et des CSN vers le SNC et indiquent que de multiples mécanismes moléculaires contribuent au dérèglement de l’homéostasie du SNC dans les réactions neuro-immunes. En utilisant des modèles in vitro, in situ et in vivo, nous avons identifié trois nouveaux mécanismes qui permettent d’influencer les interactions entre les cellules du sang et la BHE. L’identification de ces mécanismes permet non seulement une meilleure compréhension de la pathophysiologie des réactions neuroinflammatoires du SNC et des maladies qui y sont associées, mais suggère également des cibles thérapeutiques potentielles pour influencer l’infiltration des cellules du sang vers le cerveau

Premisas de la tautología autoinmune en la esclerosis múltiple

La esclerosis múltiple (EM) es una enfermedad desmielinizante del sistema nervioso central. Varias características de la EM son comunes a muchas enfermedades autoinmunes, como la mayor prevalencia en las mujeres (razón mujer:hombre 3:1), mecanismos fisiopatológicos comunes, heterogeneidad clínica, factores ambientales, herencia poligénica moderada, susceptibilidad génica, co-ocurrencia de diferentes enfermedades autoinmunes en un individuo y en los miembros de la familia, y respuesta a la terapia inmunosupresora. El objetivo de este estudio es evaluar la EM como una enfermedad parte de la tautología autoinmune. Metodología Estudio analítico de corte transversal con 201 pacientes del Centro de Estudio de Enfermedades Autoinmunes (CREA) pertenecientes a regiones de Antioquia y Cundiboyaca, con diagnóstico definido de Esclerosis múltiple por medio de los criterios de Mc Donald. Resultados La poliautoinmunidad (OR 13.445 (1.772–102.009), la autoinmunidad familiar (OR 2.164(1.085-4.316), la región ( OR 2,891 (1.31-6.40), los cursos progresivos (OR 4.695-5.984) de esclerosis múltiple se encontraron significativamente asociados a la discapacidad y el género. Discusión Las características comunes de la esclerosis múltiple con otras enfermedades autoiunmunes, soportan la teoría del origen comun de estas condiciones.

Tempol ameliorates murine viral encephalomyelitis by preserving the blood-brain barrier, reducing viral load, and lessening inflammation

Multiple sclerosis (MS) is a progressive inflammatory and/or demyelinating disease of the human central nervous system (CNS). Most of the knowledge about the pathogenesis of MS has been derived from murine models, such as experimental autoimmune encephalomyelitis and vital encephalomyelitis. Here, we infected female C57BL/6 mice with a neurotropic strain of the mouse hepatitis virus (MHV-59A) to evaluate whether treatment with the multifunctional antioxidant tempol (4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy) affects the ensuing encephalomyelitis. In untreated animals, neurological symptoms developed quickly: 90% of infected mice died 10 days after virus inoculation and the few survivors presented neurological deficits. Treatment with tempol (24 mg/kg, ip, two doses on the first day and daily doses for 7 days plus 2 mM tempol in the drinking water ad libitum) profoundly altered the disease outcome: neurological symptoms were attenuated, mouse survival increased up to 70%, and half of the survivors behaved as normal mice. Not Surprisingly, tempol substantially preserved the integrity of the CNS, including the blood-brain barrier. Furthermore, treatment with tempol decreased CNS vital titers, macrophage and T lymphocyte infiltration, and levels of markers of inflammation, such as expression of inducible nitric oxide synthase, transcription of tumor necrosis factor-alpha and interferon-gamma, and protein nitration. The results indicate that tempol ameliorates murine viral encephalomyelitis by altering the redox status of the infectious environment that contributes to an attenuated CNS inflammatory response. overall, our study supports the development of therapeutic strategies based on nitroxides to manage neuroinflammatory diseases, including MS. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

Abordagem initial do paciente com mielopatia aguda não compressiva

Acute myelopathy are characterized by spinal cord dysfunction, developing sensitive, motor and autonomic signs and symptons. Since they are relatively rare, there are some difficulties to early diagnosis and to the beginning of the treatment. So, literature was reviewed to describe the main aetiologies of acute non compressive myelopathy: 1) demyelinating diseases; 2) systemic disease; 3) parainfectious; 4) delayed radiation myelopathy; 5) vascular myelopathy; 6) idiopatic and 7) vitamin B12 deficiency. Besides, we suggest an algorithm to initial approach of these patients and further aethiologic investigation. © Copyright Morelra Jr. Editora.

Zymographic patterns of MMP-2 and MMP-9 in the CSF and cerebellum of dogs with subacute distemper leukoencephalitis

Distemper leukoencephalitis is a disease caused by the canine distemper virus (CDV) infection. It is a demyelinating disease affecting mainly the white matter of the cerebellum and areas adjacent to the fourth ventricle; the enzymes of the matrix metalloproteinases (MMPs) group, especially MMP-2 and MMP-9 have a key role in the myelin basic protein fragmentation and in demyelination, as well as in leukocyte traffic into the nervous milieu. To evaluate the involvement of MMPs during subacute distemper leukoencephalitis, we measured the levels of MMP-2 and MMP-9 by zymography in the cerebrospinal fluid (CSF) and in the cerebellum of 14 dogs naturally infected with CDV and 10 uninfected dogs. The infected dogs presented high levels of pro-MMP-2 in the CSF and elevated levels of pro-MMP-2 and pro-MMP-9 in the cerebellar tissue. Active MMP-2 was detected in the CSF of some infected dogs. As active MMP-2 and MMP-9 are required for cellular migration across the blood-brain barrier and any interference between MMPs and their inhibitors may result in an amplification of demyelination, this study gives additional support to the involvement of MMPs during subacute distemper leukoencephalitis and suggests that MMP-2 and MMP-9 may take part in the brain inflammatory changes of this disease. © 2013 Elsevier B.V.

Efeito da infecção com Strongyloides venezuelensis no desenvolvimento da encefalite autoimune (EUA)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)