Sphingosine-1-phosphate-evoked invasion of follicular thyroid cancer cells : evidence for the involvement of HIF-Iα, MMP2 and MMP9

Sphingolipids are widely expressed molecules, which traditionally were considered to have majorly structural properties. Nowadays, however, they are implicated in a wide range of different biological processes. The bioactive lipid sphingosine 1-phosphate (S1P) has emerged during the past decade as one of the most studied molecules due to its proliferative and pro-migratory abilities both during normal physiology and in the pathology of a subset of different diseases. Migration and invasion of cancer cells require changes in cell behavior and modulation of the tissue microenvironment. Tumor aggressiveness is markedly enhanced by hypoxia, in which hypoxia inducible transcription factors 1-2α (HIF-1-2α) are activated to promote metabolism, proliferation and migration. Invasion requires degradation of the extracellular matrix (ECM) achieved by several degrading and remodeling enzymes. Matrix metalloproteinases (MMPs) are broadly expressed and well accepted as proteolytic enzymes with essential roles both in normal physiology and in pathology. Previously, S1P was shown to strongly evoke migration of follicular ML-1 thyroid cancer cells. The objective of this study was to further investigate and understand the mechanisms behind this regulation. In the first project it was demonstrated that S1P enhances the expression and activity of HIF-1α. S1P enhanced the expression of HIF-1α by increasing its synthesis and stability. The S1P-increased HIF-1α was mediated via S1P3, Gi/0, PI3K, PKCβI, ERK1/2, mTOR and translation factors p70S6K and eIF4E. Finally, it was shown that HIF-1α mediated S1P-induced migration. The ECM is constituted of a complex and coordinated assembly of many types of proteins. In order to be able to invade, cells need to break down the ECM, therefore several key players in this event were investigated in the second project. S1P increased the secretion and activity of MMP2 and MMP9 via S1P-receptor 1 and 3 and that these MMPs participated in the S1P-facilitated invasion of ML-1 cells. In this interplay, calpains and Rac1 were involved, both of which are crucial players in migration and invasion. The prognosis for some types of thyroid cancer is relatively good. However, there are forms of thyroid cancers, for which there are no treatments or the current available treatments are inefficient. Thus, new medical interventions are urgently needed. In the third project the significance of the S1P-receptor modulating drug FTY720, which is currently used for the treatment of multiple sclerosis (MS), was studied. The effect of FTY720 was tested on several thyroid cancer cell lines, and it inhibited the proliferation and invasion of all cancer cell lines tested. In ML-1 cells, FTY720 attenuated invasion by blocking signaling intermediates important for migration and invasion of the cells. Moreover, FTY720 inhibited the proliferation of ML-1 cells by increasing the expression of p21 and p27, hence, inducing cell arrest in G1 phase of the cell cycle. Thus, it can be suggested that FTY720 could be used in the treatment of thyroid cancer.

Modifications de la matrice extracellulaire dans la rigidité artérielle

La paroi vasculaire est composée de cellules endothéliales, de cellules musculaires lisses vasculaires et de fibroblastes qui sont entourés d’un réseau structuré et complexe de protéines, la matrice extracellulaire. Les interactions réciproques entre la matrice et les cellules sont nécessaires à la croissance, au développement et au remodelage. Or, différents contextes pathologiques entraînent la perturbation de ces interactions et sont la cause de différentes maladies. Au cours du vieillissement, la matrice extracellulaire des grosses artères élastiques est modifiée. Ainsi, les lamelles élastiques de la paroi vasculaire se fragmentent ou sont dégradées, en plus de calcifier. De même, l’accumulation de protéines plus rigides, comme le collagène, entraîne le développement de la fibrose. Ces modulations vont mener à l’augmentation de la rigidité artérielle et au développement de l’hypertension systolique isolée. En utilisant un modèle animal de calcification basé sur l’inhibition d’une protéine anti-calcifiante, la matrix Gla protein, avec la warfarine, nous avons étudié la séquence des événements impliqués dans le développement de l’hypertension systolique isolée. Nous avons observé l’activation précoce et transitoire de MMP-9, puis du TGF-ß, précédant la modulation phénotypique des cellules musculaires lisses vasculaires, la calcification et les changements hémodynamiques. L’inhibition des métalloprotéinases et du TGF-ß a permis de prévenir la calcification vasculaire. Nous avons également étudié le rôle joué par une enzyme de la matrice extracellulaire, la transglutaminase 2, dans le développement de la calcification associée à l’hypertension systolique isolée. À l’aide d’un nouvel inhibiteur de cette enzyme, qui a permis de prévenir la calcification, nous avons établi que la transglutaminase était un élément clé dans le processus pathologique. Ces travaux ont permis de démontré l’intérêt de nouvelles avenues thérapeutiques ciblant directement la matrice extracellulaire, particulièrement la MMP-9, le TGF-ß et la transglutaminase 2, dans la pathologie de l’hypertension systolique isolée.

Rôle de l’axe CD40L/CD40 dans les cellules endothéliales progénitrices

Les cellules endothéliales progénitrices («Endothelial Progenitor Cells», EPCs) sont des précurseurs endothéliaux qui possèdent un potentiel considérable dans la réparation et la régénération vasculaire. Dans le contexte des maladies cardiovasculaires, la compréhension du rôle des EPCs dans la régulation de la thrombogenèse et la réparation endothéliale est pertinente et nécessaire pour comprendre leur potentiel thérapeutique. Nous avons rapporté que les EPCs interagissent avec les plaquettes via la P-sélectine et inhibent l’adhésion, l’activation et l’agrégation des plaquettes ainsi que la formation de thrombus. Plus récemment, nous avons démontré que les EPCs expriment le récepteur inflammatoire CD40 et il est bien connu que les plaquettes constituent la source principale de la forme soluble de son agoniste le CD40L («soluble CD40 Ligand», sCD40L). Ainsi, nous avons émis l’hypothèse principale que l’axe CD40L/CD40 dans les EPCs influence leurs fonctions anti-thrombotique et pro-angiogénique. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons réussi à générer des «early» et «late» EPCs à partir de cellules mononucléaires du sang périphérique («Peripheral Blood Mononuclear Cells», PBMCs) en culture. Nous avons mis en évidence l’existence de l’axe CD40L/CD40 dans ces EPCs en démontrant l’expression des protéines adaptatrices, nommées les facteurs associés au récepteur du facteur de nécrose tumorale («TNF Receptor Associated Factors», TRAFs). Dans une première étude, nous avons investigué l’effet du sCD40L sur la fonction des «early» EPCs dans l’agrégation plaquettaire. En effet, nous avons démontré que le sCD40L renverse leur effet inhibiteur sur l’agrégation plaquettaire, et ce sans avoir un effet significatif sur la sécrétion de prostacycline (PGI2) et d’oxyde nitrique («Nitric Oxide», NO) par ces cellules. De plus, aucun effet du sCD40L n’a été noté sur l’apoptose et la viabilité de ces cellules. Par contre, nous avons noté une augmentation importante du stress oxydatif dans les «early» EPCs suite à leur stimulation avec le sCD40L. L’inhibition du stress oxydatif renverse l’effet du sCD40L sur les «early» EPCs dans l’agrégation plaquettaire. Ces résultats pourraient expliquer, en partie, la fonction réduite des EPCs chez les individus présentant des niveaux élevés de sCD40L en circulation. Dans une deuxième étude, nous avons étudié l’effet de sCD40L dans la fonction des «early» EPCs en relation avec l’angiogenèse. Nous avons identifié, dans un premier temps,les métalloprotéinases de la matrice («Matrix Metalloproteinases», MMPs) qui sont sécrétées par ces cellules. Nous avons trouvé que les «early» EPCs relâchent principalement la MMP-9 et que cette relâche est augmentée par le sCD40L. Le sCD40L induit aussi la phosphorylation de la p38 MAPK qui contribue à augmenter la sécrétion de MMP-9. Des études fonctionnelles ont démontré que le prétraitement des «early» EPCs au sCD40L potentialise la réparation endothéliale des HUVECs. En conclusion, l’ensemble de nos travaux, dans le cadre de ce projet de doctorat, nous a permis d’élucider les mécanismes responsables de l’action du sCD40L sur les effets inhibiteur et angiogénique des «early» EPCs dans l’agrégation plaquettaire et l’angiogenèse, respectivement. Ces résultats ajoutent de nouvelles connaissances sur le rôle des EPCs et pourront constituer la base pour des études futures permettant de corréler les niveaux élevés du sCD40L circulant et l’incidence des maladies cardiovasculaires, particulièrement l’athérothrombose.

The inflammatory role of angiogenic growth factors : a neutrophil perspective

De par sa présence dans tous les vaisseaux sanguins, l'endothélium joue un rôle clef dans le processus d’hémostase, tant par sa libération de facteurs anticoagulants que par ses changements protéiques qui permettent à l’organisme de déclencher la réparation tissulaire. La fonction anticoagulante de l’endothélium peut être mise en défaut en cas d’atteinte de son intégrité, entrainant la formation de thrombus, le rejet précoce de greffes ou encore l’induction de l’athérosclérose. L’intégrité de l’endothélium est donc capitale pour la prévention de nombreuses maladies cardiovasculaires. Chez l’adulte, les cellules endothéliales (CE), normalement quiescentes, sont rapidement activées en cas d’hypoxie ou d’inflammation, leur permettant ainsi d’amorcer le processus angiogénique comme suit: Tout d’abord, l’induction de l’hyperperméabilité vasculaire permet l’extravasation des protéines plasmatiques. Ensuite, la dégradation de la lame basale par des métalloprotéases permet aux CE de se détacher, de proliférer, de migrer et de s’organiser pour former l’ébauche du futur vaisseau. La dernière étape consiste en la maturation du vaisseau, c’est-à-dire son recouvrement par des cellules murales, telles que les cellules musculaires lisses et les péricytes. Ces processus sont régulés par de nombreux facteurs angiogéniques tels que les membres de la famille Notch, du vascular endothelial growth factor (VEGF), du fibroblast growth factor (FGF), des angiopoïétines, et des matrix metalloproteases (MMP). L’angiogenèse pathologique, soit une insuffisance ou un excès de vascularisation, est impliquée dans les blessures chroniques, les accidents cardiovasculaires, les pathologies coronariennes artérielles, les pathologies tumorales, l’arthrite rhumatoïde, la rétinopathie diabétique, l’athérosclérose, le psoriasis et l’asthme. Ces pathologies sont souvent issues d’une dérégulation de l’activité endothéliale, fréquemment observée conjointement à l’expression continue de molécules d’adhésion leucocytaires, à l’augmentation de la perméabilité vasculaire, et aux anomalies de la vasoréactivité. L’activation non-contrôlée de l’endothélium entraîne ainsi une inflammation chronique et la formation de structures vasculaires anarchiques. Les premiers leucocytes à répondre à l’appel inflammatoire sont les neutrophiles. Equippées d’une panoplie de produits antibactériens puissants mais aussi nocifs pour les tissus qui les entourent, ces cellules polylobées participent à chaque étape du processus inflammatoire, depuis l’induction de l’hyperperméabilité vasculaire jusqu’à la résolution. En effet, grâce à leurs récepteurs, les neutrophiles détectent et interprètent les signaux biochimiques présents dans la circulation et à la surface de l’endothélium, et libèrent aussi leurs propres médiateurs tels le VEGF, les MMP, et l’interleukine-8 (IL-8), dont les effets sont à la fois paracrines et autocrines. Existent-ils d’autres modulateurs typiques de la fonction endothéliale capables d’influencer le comportement des neutrophiles? En effet, notre laboratoire a démontré que chez l’humain, une stimulation directe aux angiopoïétines incitait les neutrophiles à adhérer aux CE, à migrer, à synthétiser et à relâcher l’IL-8, voire même à vivre plus longtemps. La présence du récepteur des angiopoïétines, Tie2, à la surface des neutrophiles laisse présager que la famille possèderait d’autres fonctions leucocytaires encore non-identifiées. Par ailleurs, dans un modèle classique de l’angiogenèse in vivo (matrigel), nous avons observé que sous l’effet du FGF1 et 2, les ébauches des nouveaux vaisseaux étaient parfois accompagnées d’une infiltration de cellules granulocytaires. Ainsi, en partant de ces observations, l’objectif de nos études (présentées ci-après) était d’approfondir nos connaissances sur la relation entre neutrophiles et facteurs angiogéniques, notamment les FGF et les angiopoïétines. Par tests in vitro, nous avons confirmé que les neutrophiles humains exprimaient plusieurs récepteurs du FGF (FGFR1-4) d’une façon hétérogène, et qu’ils migraient vers un gradient des ligands FGF1 et 2. Par ailleurs, nous nous sommes intéressés aux voies de signalisation inflammatoires activées par les ligands FGF1, FGF2, Ang1 et Ang2. Grâce à une stratégie génique ciblant 84 gènes inflammatoires, nous avons identifié plusieurs cibles d’intérêt touchées par Ang1, dont certains membres de la famille de l’IL-1, alors qu’aucun des gènes testés n’avait changé de façon significative sous l’effet des FGF ou d’Ang2. Suite à des cinétiques approfondies, nous avons démontré qu’Ang1 stimulait la transcription de l’ARN messager de l’IL-1β, et augmentait simultanément la quantité de protéine immature (pro-IL-1β; inactive) et clivée (IL-1β « mature »; active). En parallèle, Ang1 augmentait la sécrétion de l’antagoniste naturel de l’IL-1β, l’IL-1RA, sans pour autant stimuler la relâche de l’IL-1β. A l’instar des endotoxines bactériennes dont les effets liés à l’IL-1 dépendaient de la kinase p38, ceux d’Ang1 découlaient presque entièrement des voies de signalisation du p42/44.

A "Trojan horse" strategy to reverse drug-resistance in brain tumors

Los gliomas malignos representan una de las formas más agresivas de los tumores del sistema nervioso central (SNC). De acuerdo con la clasificación de los tumores cerebrales de la Organización Mundial de la Salud (OMS), los astrocitomas han sido categorizados en cuatro grados, determinados por la patología subyacente. Es así como los gliomas malignos (o de alto grado) incluyen el glioma anaplásico (grado III) así como el glioblastoma multiforme (GBM, grado IV),estos últimos los más agresivos con el peor pronóstico (1). El manejo terapéutico de los tumores del SNC se basa en la cirugía, la radioterapia y la quimioterapia, dependiendo de las características del tumor, el estadio clínico y la edad (2),(3), sin embargo ninguno de los tratamientos estándar es completamente seguro y compatible con una calidad de vida aceptable (3), (4). En general, la quimioterapia es la primera opción en los tumores diseminados, como el glioblastoma invasivo y el meduloblastoma de alto riesgo o con metástasis múltiple, pero el pronóstico en estos pacientes es muy pobre (2),(3). Solamente nuevas terapias dirigidas (2) como las terapias anti-angiogénicas (4); o terapias génicas muestran un beneficio real en grupos limitados de pacientes con defectos moleculares específicos conocidos (4). De este modo, se hace necesario el desarrollo de nuevas terapias farmacológicas para atacar los tumores cerebrales. Frente a las terapias los gliomas malignos son con frecuencia quimioresistentes, y esta resistencia parece depender de al menos dos mecanismos: en primer lugar, la pobre penetración de muchas drogas anticáncer a través de la barrera hematoencefálica (BBB: Blood Brain Barrier), la barrera del fluido sangre-cerebroespinal (BCSFB: Blood-cerebrospinal fluid barrier) y la barrera sangre-tumor (BTB: blood-tumor barrier). Dicha resistencia se debe a la interacción de la droga con varios transportadores o bombas de eflujo de droga ABC (ABC: ATP-binding cassette) que se sobre expresan en las células endoteliales o epiteliales de estas barreras. En segundo lugar, estos transportadores de eflujo de drogas ABC propios de las células tumorales confieren un fenotipo conocido como resistencia a multidrogas (MDR: multidrug resistance), el cual es característico de varios tumores sólidos. Este fenotipo también está presente en los tumores del SNC y su papel en gliomas es objeto de investigación (5). Por consiguiente el suministro de medicamentos a través de la BBB es uno de los problemas vitales en los tratamientos de terapia dirigida. Estudios recientes han demostrado que algunas moléculas pequeñas utilizadas en estas terapias son sustratos de la glicoproteína P (Pgp: P-gycoprotein), así como también de otras bombas de eflujo como las proteínas relacionadas con la resistencia a multidrogas (MRPs: multidrug resistance-related proteins (MRPs) o la proteína relacionada con cáncer de seno (BCRP: breast-cancer resistance related protein)) que no permiten que las drogas de este tipo alcancen el tumor (1). Un sustrato de Pgp y BCRP es la DOXOrubicina (DOXO), un fármaco utilizado en la terapia anti cáncer, el cual es muy eficaz para atacar las células del tumor cerebral in vitro, pero con un uso clínico limitado por la poca entrega a través de la barrera hematoencefálica (BBB) y por la resistencia propia de los tumores. Por otra parte las células de BBB y las células del tumor cerebral tienen también proteínas superficiales, como el receptor de la lipoproteína de baja densidad (LDLR), que podría utilizarse como blanco terapéutico en BBB y tumores cerebrales. Es asi como la importancia de este estudio se basa en la generación de estrategias terapéuticas que promuevan el paso de las drogas a través de la barrera hematoencefalica y tumoral, y a su vez, se reconozcan mecanismos celulares que induzcan el incremento en la expresión de los transportadores ABC, de manera que puedan ser utilizados como blancos terapéuticos.Este estudio demostró que el uso de una nueva estrategia basada en el “Caballo de Troya”, donde se combina la droga DOXOrubicina, la cual es introducida dentro de un liposoma, salvaguarda la droga de manera que se evita su reconocimiento por parte de los transportadores ABC tanto de la BBB como de las células del tumor. La construcción del liposoma permitió utilizar el receptor LDLR de las células asegurando la entrada a través de la BBB y hacia las células tumorales a través de un proceso de endocitosis. Este mecanismo fue asociado al uso de estatinas o drogas anticolesterol las cuales favorecieron la expresión de LDLR y disminuyeron la actividad de los transportadores ABC por nitración de los mismos, incrementando la eficiencia de nuestro Caballo de Troya. Por consiguiente demostramos que el uso de una nueva estrategia o formulación denominada ApolipoDOXO más el uso de estatinas favorece la administración de fármacos a través de la BBB, venciendo la resistencia del tumor y reduciendo los efectos colaterales dosis dependiente de la DOXOrubicina. Además esta estrategia del "Caballo de Troya", es un nuevo enfoque terapéutico que puede ser considerado como una nueva estrategia para aumentar la eficacia de diferentes fármacos en varios tumores cerebrales y garantiza una alta eficiencia incluso en un medio hipóxico,característico de las células cancerosas, donde la expresión del transportador Pgp se vió aumentada. Teniendo en cuenta la relación entre algunas vías de señalización reconocidas como moduladores de la actividad de Pgp, este estudio presenta no solo la estrategia del Caballo de Troya, sino también otra propuesta terapéutica relacionada con el uso de Temozolomide más DOXOrubicina. Esta estrategia demostró que el temozolomide logra penetrar la BBB por que interviene en la via de señalización de la Wnt/GSK3/β-catenina, la cual modula la expresión del transportador Pgp. Se demostró que el TMZ disminuye la proteína y el mRNA de Wnt3 permitiendo plantear la hipótesis de que la droga al disminuir la transcripción del gen Wnt3 en células de BBB, incrementa la activación de la vía fosforilando la β-catenina y conduciendo a disminuir la β-catenina nuclear y por tanto su unión al promotor del gen mdr1. Con base en los resultados este estudio permitió el reconocimiento de tres mecanismos básicos relacionados con la expresión de los transportadores ABC y asociados a las estrategias empleadas: el primero fue el uso de las estatinas, el cual condujo a la nitración de los transportadores disminuyendo su actividad por la via del factor de transcripción NFκB; el segundo a partir del uso del temozolomide, el cual metila el gen de Wnt3 reduciendo la actividad de la via de señalización de la la β-catenina, disminuyendo la expresión del transportador Pgp. El tercero consistió en la determinación de la relación entre el eje RhoA/RhoA quinasa como un modulador de la via (no canónica) GSK3/β-catenina. Se demostró que la proteína quinasa RhoA promovió la activación de la proteína PTB1, la cual al fosforilar a GSK3 indujo la fosforilación de la β-catenina, lo cual dio lugar a su destrucción por el proteosoma, evitando su unión al promotor del gen mdr1 y por tanto reduciendo su expresión. En conclusión las estrategias propuestas en este trabajo incrementaron la citotoxicidad de las células tumorales al aumentar la permeabilidad no solo de la barrera hematoencefálica, sino también de la propia barrera tumoral. Igualmente, la estrategia del “Caballo de Troya” podría ser útil para la terapia de otras enfermedades asociadas al sistema nervioso central. Por otra parte estos estudios indican que el reconocimiento de mecanismos asociados a la expresión de los transportadores ABC podría constituir una herramienta clave en el desarrollo de nuevas terapias anticáncer.

Importance of estimating matrix quality for modeling species distribution in complex tropical landscapes: a test with Atlantic forest small mammals

Information to guide decision making is especially urgent in human dominated landscapes in the tropics, where urban and agricultural frontiers are still expanding in an unplanned manner. Nevertheless, most studies that have investigated the influence of landscape structure on species distribution have not considered the heterogeneity of altered habitats of the matrix, which is usually high in human dominated landscapes. Using the distribution of small mammals in forest remnants and in the four main altered habitats in an Atlantic forest landscape, we investigated 1) how explanatory power of models describing species distribution in forest remnants varies between landscape structure variables that do or do not incorporate matrix quality and 2) the importance of spatial scale for analyzing the influence of landscape structure. We used standardized sampling in remnants and altered habitats to generate two indices of habitat quality, corresponding to the abundance and to the occurrence of small mammals. For each remnant, we calculated habitat quantity and connectivity in different spatial scales, considering or not the quality of surrounding habitats. The incorporation of matrix quality increased model explanatory power across all spatial scales for half the species that occurred in the matrix, but only when taking into account the distance between habitat patches (connectivity). These connectivity models were also less affected by spatial scale than habitat quantity models. The few consistent responses to the variation in spatial scales indicate that despite their small size, small mammals perceive landscape features at large spatial scales. Matrix quality index corresponding to species occurrence presented a better or similar performance compared to that of species abundance. Results indicate the importance of the matrix for the dynamics of fragmented landscapes and suggest that relatively simple indices can improve our understanding of species distribution, and could be applied in modeling, monitoring and managing complex tropical landscapes.

Laminin-derived peptide AG73 regulates migration, invasion, and protease activity of human oral squamous cell carcinoma cells through syndecan-1 and beta 1 integrin

Squamous cell carcinoma is a prevalent head and neck tumor with high mortality. We studied the role played by laminin alpha 1 chain peptide AG73 on migration, invasion, and protease activity of cells (OSCC) from human oral squamous cell carcinoma. Immunohistochemistry and immunofluorescence analyzed expression of laminin alpha 1 chain and MMP9 in oral squamous cells carcinoma in vivo and in vitro. Migratory activity of AG73-treated OSCC cells was investigated by monolayer wound assays and in chemotaxis chambers. AG73-induced invasion was assessed in Boyden chambers. Invasion depends on MMPs. Conditioned media from cells grown on AG73 was subjected to zymography. We searched for AG73 receptors related to these activities in OSCC cells. Immunofluorescence analyzed AG73induced colocalization of syndecan-1 and beta 1 integrin. Cells had these receptors silenced by siRNA, followed by treatment with AG73 and analysis of migration, invasion, and protease activity. Oral squamous cell carcinoma expresses laminin alpha 1 chain and MMP9. OSCC cells treated with AG73 showed increased migration, invasion, and protease activity. AG73 induced colocalization of syndecan-1 and beta 1 integrin. Knockdown of these receptors decreased AG73-dependent migration, invasion, and protease activity. Syndecan-1 and beta 1 integrin signaling downstream of AG73 regulate migration, invasion, and MMP production by OSCC cells.

Functional interferences in host inflammatory immune response by airway allergic inflammation restrain experimental periodontitis development in mice

Aims Periodontal disease (PD) and airway allergic inflammation (AL) present opposing inflammatory immunological features and clinically present an inverse correlation. However, the putative mechanisms underlying such opposite association are unknown. Material and Methods Balb/C mice were submitted to the co-induction of experimental PD (induced by Actinobacillus actinomycetemcomitans oral inoculation) and AL [induced by sensitization with ovalbumin (OVA) and the subsequent OVA challenges], and evaluated regarding PD and AL severity, immune response [cytokine production at periodontal tissues, and T-helper transcription factors in submandibular lymph nodes (LNs)] and infection parameters. Results PD/AL co-induction decreased PD alveolar bone loss and periodontal inflammation while experimental AL parameters were unaltered. An active functional interference was verified, because independent OVA sensitization and challenge not modulate PD outcome. PD+AL group presented decreased tumour necrosis factor-alpha (TNF-alpha), interleukin (IL)-1 beta, -gamma, IL-17A, receptor activator of nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells ligand and matrix metalloproteinase (MMP)-13 levels in periodontal tissues, while IL-4 and IL-10 levels were unaltered by AL co-induction. AL co-induction also resulted in upregulated T-bet and related orphan receptor gamma and downregulated GATA3 levels expression in submandibular LNs when compared with PD group. Conclusion Our results demonstrate that the interaction between experimental periodontitis and allergy involves functional immunological interferences, which restrains experimental periodontitis development by means of a skewed immune response.

Adhesion and protease activity in cell lines from human salivary gland tumors are regulated by the laminin-derived peptide AG73, syndecan-1 and beta 1 integrin

We studied the induction of protease activity by the laminin alpha 1-derived peptide AG73 in cells from adenoid cystic carcinoma (CAC2) and myoepithelioma (M1), respectively a malignant and a benign salivary gland tumors. Laminin alpha 1 chain and MMP9 were immunolocalized in adenoid cystic carcinoma and myoepithelioma in vivo and in vitro. Cells grown inside AG73-enriched laminin-111 exhibited large spaces in the extracellular matrix, suggestive of remodeling. The broad spectrum MMP inhibitor GM6001 decreased spaces induced by AG73 in CAC2 and M I cells. This result strongly suggests that AG73-mediated matrix remodeling involves matrix metalloproteinases. CAC2 and M1 cells cultured on AG73 showed a dose-dependent increase of MMP9 secretion, as detected by zymography. Furthermore, siRNA silencing of MMP9 decreased remodeling in 3D cultures. We searched for AG73 receptors regulating MMP9 activity in our cell lines. CAC2 and M1 cells grown on AG73 exhibited colocalization of syndecan-1 and beta 1 integrin. siRNA knockdown of syndecan-1 expression in these cells resulted in decreased adhesion to AG73 and reduced protease and remodeling activity. We investigated syndecan-1 co-receptors in both cell lines. Silencing beta 1 integrin inhibited adhesion to AG73, matrix remodeling and protease activity. Double-knockdown experiments were carried out to further explore syndecan-1 and beta 1 integrin cooperation. CAC2 cells transfected with both syndecan-1 and beta 1 integrin siRNA oligos showed significant decrease in adhesion to AG73. Simultaneous silencing of receptors also induced a decrease in protease activity. Our results suggest that syndecan-1 and beta 1 integrin signaling downstream of AG73 regulate adhesion and MMP production by CAC2 and M1 cells. (c) 2008 Elsevier B.V./International Society of Matrix Biology. All rights reserved.

Jararhagin, a snake venom metalloprotease-disintegrin, activates the Rac1 GTPase and stimulates neurite outgrowth in neuroblastoma cells

It has been shown previously that the snake venom metalloprotease-disintegrin jararhagin stimulates cell migration and cytoskeletal rearrangement, independently of its effects on cellular adhesion but possibly associated with the activation of small GTP-binding proteins from the Rho family [Costa, E.P., Santos, M.F., 2004. Toxicon 44(8), 861-870.] Here we show that jararhagin stimulates spreading, actin dynamics and neurite outgrowth in neuroblastoma cells, and that this effect is accompanied by the translocation of the Rac1 small GTPase to the membrane fraction, suggesting its activation. Stimulation of neurite outgrowth was observed within minutes and was dependent on the proteolytic activity of the toxin. These results suggest that jararhagin may stimulate neuronal differentiation, being potential tool for neuronal regeneration studies. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Excessiva atividade de remodelamento ventricular sinaliza limitada resposta terapêutica ao manejo agressivo da insuficiência cardíaca avanaçada

Introdução: Níveis de fator de necrose tumoral–alfa (TNF-α), N-peptídeo do pró-colágeno III (PIIINP) e metaloproteinase de matriz –1 (MMP-1), marcadores biológicos de remodelamento ventricular, estão elevados em pacientes com insuficiência cardíaca (IC), talvez refletindo elevadas pressões de enchimento. A correlação destes marcadores com variáveis clínicas e hemodinâmicas permanece pouco compreendida, particularmente no contexto ambulatorial da IC. Objetivo: Avaliar níveis séricos de marcadores biológicos de remodelamento ventricular em pacientes com IC, comparando tratamento guiado por ecocardiografia (ECO), buscando redução de pressões de enchimento, versus tratamento convencional (CLÍNICO), baseado em sinais e sintomas. Métodos: Ensaio clínico randomizado. Pacientes estáveis com IC e fração de ejeção menor do que 40% foram alocados entre os grupos de tratamento e submetidos a ecocardiograma e coletas de sangue no início do estudo e em 180 dias. TNF-α e MMP- 1 foram medidos por ELISA, e PIIINP, por radioimunoensaio. Resultados: Incluiu-se 80 pacientes, com 59 ± 15 anos e fração de ejeção de 26 ± 7%; 25% isquêmicos e 52% masculinos. Houve redução dos marcadores biológicos intragrupos, não havendo diferença entre os tratamentos. No grupo CLÍNICO, os níveis de TNF-α, MMP-1 e PIIINP apresentaram diferenças estatisticamente significativas entre os momentos basal e final (respectivamente, 3,11 ± 2,90 versus 1,24 ± 0,60 pg/mL p < 0,0003; 2,66 ± 1,00 versus 1,16 ± 0,40 ng/mL p < 0,0001; 6,12 ± 2,60 versus 3,89 ± 1,60 μg/L p < 0,0001). De maneira semelhante, tal diferença também foi observada no grupo ECO para os três marcadores (respectivamente, 3,90 ± 4,90 versus 1,40 ± 1,30 pg/mL p < 0,0001; 2,50 ± 0,90 versus 1,09 ± 0,40 ng/mL p < 0,0001; 6,09 ± 2,60 versus 3,50 ± 1,30 μg/L p<0,0001). Ao final da intervenção, no entanto, não foi observada diferença significativa dos valores de TNF-α , MMP-1 e PIIINP entre os dois grupos de tratamento (p = 0,7; p = 0,8; e p = 0,2; respectivamente). A combinação dos valores basais das variáveis biológicas gerou um escore que se associou significativamente com o comportamento final das pressões atrial direita e sistólica da artéria pulmonar. Pacientes com marcadores biológicos basais no quartil 75% mantiveram níveis superiores de pressões atrial direita (13 mmHg; p = 0,034) e sistólica de artéria pulmonar (60 mmHg; p = 0,007) ao final do seguimento. Conclusão: Independente do tratamento alocado, houve redução dos níveis de marcadores biológicos ao final do seguimento; no entanto, níveis basais mais elevados destes marcadores foram preditores de menor redução das pressões em átrio direito e sistólica da artéria pulmonar. Os dados sugerem que indicativos de intenso processo de remodelamento ventricular se associam à progressão da IC e a pressões de enchimento elevadas.

Spontaneous Periodontitis Development in Diabetic Rats Involves an Unrestricted Expression of Inflammatory Cytokines and Tissue Destructive Factors in the Absence of Major Changes in Commensal Oral Microbiota

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

Tobacco smoke-induced left ventricular remodelling is not associated with metalloproteinase-2 or -9 activation

Aim: To investigate the role of MMP-2 and MMP-9 in cardiac remodelling induced by tobacco smoke exposure in rats.Methods: Rats were allocated into two groups: C (n = 9): control animals; ETS (n = 9): exposed to tobacco smoke. After 4months, the animals underwent echocardiography, morphometric study and determination of MMP-2 and MMP-9 activity.Results: ETS rats had larger diastolic (C= 15.6 +/- 1.2 mm/kg, ETS = 18.0 +/- 0.9 mm/kg; p < 0.001) and systolic (C= 7.3 +/- 1.2 mm/kg, ETS = 9.2 0.9 mm/kg; p = 0.001) ventricular diameters adjusted for body weight. Fractional shortening (C= 53 +/- 4.8%, ETS = 48 +/- 3.3%; p = 0.031) and ejection fraction (C= 0. 89 +/- 0.03 5 ETS = 0. 86 +/- 0.02; p = 0.03 0) were smaller in the ETS group. Myocyte cross-sectional area (C= 245 8 mu m(2), ETS=253 8 mu m(2); p = 0.028) was higher in ETS rats. There were no differences in MNtP-2 (C=50 +/- 14%; ETS 43 +/- 11%, p 0.22 +/- 8) or MMP-9 (C=0.36 +/- 0.3%; ETS=0.62 +/- 0.3%, p=0.630) activity between the groups.Conclusion: MMP-2 and MMP-9 did not participate in the remodelling process induced by tobacco smoke exposure. (c) 2007 European Society of Cardiology. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

Chronic ethanol intake promotes double gluthatione S-transferase transforming growth factor-alpha-positive hepatocellular lesions in male Wistar rats

The chronic ethanol intake influence on the gluthatione S-transferase (GST-P) and transforming growth factor alpha (TGF-alpha) expression in remodeling/persistent preneoplastic lesions (PNLs) was evaluated in the resistant hepatocyte model. Male Wistar rats were allocated into five groups: G1, non-treated, fed water and chow ad libitum; G2, non-treated and pair-fed chow (restricted to match that of G3 group) and a maltodextrin (MD) solution in tap water (matched ethanol-derived calories); G3, fed 5% ethanol in drinking water and chow ad libitum; G4, diethylnitrosamine (DEN, 200 mg/kg, body weight) plus 200 parts per million of 2-acetylaminofluorene (2-AAF) for 3 weeks and pair-fed chow (restricted to match that of G5 group) and an MD solution in tap water (matched ethanol-derived calories); G5, DEN/2-AAF treatment, fed ethanol 5% and chow ad libitum. All animals were subjected to 70% partial hepatectomy at week 3 and sacrificed at weeks 12 or 22, respectively. Liver samples were collected for histological analysis or immunohistochemical expression of GST-P, TGF-alpha and proliferating cell nuclear antigen or zymography for matrix metalloproteinases-2 and -9. At the end of ethanol treatment, there was a significant increase in the percentage of liver area occupied by persistent GST-P-positive PNLs, the number of TGF-alpha-positive PNLs and the development of liver tumors in ethanol-fed and DEN/2-AAF-treated groups (G5 versus G4, P < 0.001). In addition, ethanol feeding led to a significant increase in cell proliferation mainly in remodeling and persistent PNLs with immunoreactivity for TGF-alpha at week 22 (P < 0.001). Gelatinase activities were not altered by ethanol treatment. The results demonstrated that ethanol enhances the selective growth of PNL with double expression of TGF-alpha and GST-P markers.

Implication of RNA-Binding Protein La in Proliferation, Migration and Invasion of Lymph Node-Metastasized Hypopharyngeal SCC Cells

The 5-year survival rate for oral cavity cancer is poorer than for breast, colon or prostate cancer, and has improved only slightly in the last three decades. Hence, new therapeutic strategies are urgently needed. Here we demonstrate by tissue micro array analysis for the first time that RNA-binding protein La is significantly overexpressed in oral squamous cell carcinoma (SCC). Within this study we therefore addressed the question whether siRNA-mediated depletion of the La protein may interfere with known tumor-promoting characteristics of head and neck SCC cells. Our studies demonstrate that the La protein promotes cell proliferation, migration and invasion of lymph node-metastasized hypopharyngeal SCC cells. We also reveal that La is required for the expression of beta-catenin as well as matrix metalloproteinase type 2 (MMP-2) within these cells. Taken together these data suggest a so far unknown function of the RNA-binding protein La in promoting tumor progression of head and neck SCC.