Lentiviral-mediated RNAi targeting caspase-3 inhibits apoptosis induced by serum deprivation in rat endplate chondrocytes in vitro

Current studies find that degenerated cartilage endplates (CEP) of vertebrae, with fewer diffusion areas, decrease nutrient supply and accelerate intervertebral disc degeneration. Many more apoptotic cells have been identified in degenerated than in normal endplates, and may be responsible for the degenerated grade. Previous findings suggest that inhibition of apoptosis is one possible approach to improve disc regeneration. It is postulated that inhibition of CEP cell apoptosis may be responsible for the regeneration of endplates. Caspase-3, involved in the execution phase of apoptosis, is a candidate for regulating the apoptotic process. In the present study, CEP cells were incubated in 1% fetal bovine serum. Activated caspases were detected to identify the apoptotic pathway, and apoptosis was quantified by flow cytometry. Lentiviral caspase-3 short hairpin RNA (shRNA) was employed to study its protective effects against serum deprivation. Silencing of caspase-3 expression was quantified by reverse transcription-polymerase chain reaction and Western blots, and inhibition of apoptosis was quantified by flow cytometry. Serum deprivation increased apoptosis of rat CEP cells through activation of a caspase cascade. Lentiviral caspase-3 shRNA was successfully transduced into CEP cells, and specifically silenced endogenous caspase-3 expression. Surviving cells were protected by the downregulation of caspase-3 expression and activation. Thus, lentiviral caspase-3 shRNA-mediated RNAi successfully silenced endogenous caspase-3 expression, preventing inappropriate or premature apoptosis.

Putative role of ischemic postconditioning in a rat model of limb ischemia and reperfusion: involvement of hypoxia-inducible factor-1α expression

Hypoxia-inducible factor-1α (HIF-1α) is one of the most potent angiogenic growth factors. It improves angiogenesis and tissue perfusion in ischemic skeletal muscle. In the present study, we tested the hypothesis that ischemic postconditioning is effective for salvaging ischemic skeletal muscle resulting from limb ischemia-reperfusion injury, and that the mechanism involves expression of HIF-1α. Wistar rats were randomly divided into three groups (n=36 each): sham-operated (group S), hindlimb ischemia-reperfusion (group IR), and ischemic postconditioning (group IPO). Each group was divided into subgroups (n=6) according to reperfusion time: immediate (0 h, T0), 1 h (T1), 3 h (T3), 6 h (T6), 12 h (T12), and 24 h (T24). In the IPO group, three cycles of 30-s reperfusion and 30-s femoral aortic reocclusion were carried out before reperfusion. At all reperfusion times (T0-T24), serum creatine kinase (CK) and lactate dehydrogenase (LDH) activities, as well as interleukin (IL)-6, IL-10, and tumor necrosis factor-α (TNF-α) concentrations, were measured in rats after they were killed. Histological and immunohistochemical methods were used to assess the skeletal muscle damage and HIF-1α expression in skeletal muscle ischemia. In groups IR and IPO, serum LDH and CK activities and TNF-α, IL-6, and IL-10 concentrations were all significantly increased compared to group S, and HIF-1α expression was up-regulated (P<0.05 or P<0.01). In group IPO, serum LDH and CK activities and TNF-α and IL-6 concentrations were significantly decreased, IL-10 concentration was increased, HlF-1α expression was down-regulated (P<0.05 or P<0.01), and the pathological changes were reduced compared to group IR. The present study suggests that ischemic postconditioning can reduce skeletal muscle damage caused by limb ischemia-reperfusion and that its mechanisms may be related to the involvement of HlF-1α in the limb ischemia-reperfusion injury-triggered inflammatory response.

Measurement of serum estrogen and estrogen metabolites in pre- and postmenopausal women with osteoarthritis using high-performance liquid chromatography-electrospray ionization-tandem mass spectrometry

Although 17β-estradiol (E2) deficiency has been linked to the development of osteoarthritis (OA) in middle-aged women, there are few studies relating other estrogens and estrogen metabolites (EMs) to this condition. We developed a high-performance liquid chromatography-electrospray ionization-tandem mass spectrometry (HPLC-ESI-MS/MS) method to measure the levels of six EMs (i.e., estrone, E2, estriol, 2-hydroxyestrone, 2-hydroxyestradiol, and 16a-hydroxyestrone) in healthy pre- and postmenopausal women and women with OA. This method had a precision ranging from 1.1 to 3.1% and a detection limit ranging from 10 to 15 pg. Compared to healthy women, serum-free E2 was lower in the luteal and postmenopausal phases in women with OA, and total serum E2 was lower in postmenopausal women with OA. Moreover, compared to healthy women, total serum 2-hydroxyestradiol was higher in postmenopausal women with OA and total serum 2-hydroxyestrone was lower in both the luteal and follicular phases in women with OA. In conclusion, our HPLC-ESI-MS/MS method allowed the measurement of multiple biochemical targets in a single assay, and, given its increased cost-effectiveness, simplicity, and speed relative to previous methods, this method is suitable for clinical studies.

Myocardial ischemic preconditioning upregulated protein 1(Mipu1):zinc finger protein 667 - a multifunctional KRAB/C2H2 zinc finger protein

Myocardial ischemic preconditioning upregulated protein 1 (Mipu1) is a newly discovered upregulated gene produced in rats during the myocardial ischemic preconditioning process. Mipu1 cDNA contains a 1824-base pair open reading frame and encodes a 608 amino acid protein with an N-terminal Krüppel-associated box (KRAB) domain and classical zinc finger C2H2 motifs in the C-terminus. Mipu1 protein is located in the cell nucleus. Recent studies found that Mipu1 has a protective effect on the ischemia-reperfusion injury of heart, brain, and other organs. As a nuclear factor, Mipu1 may perform its protective function through directly transcribing and repressing the expression of proapoptotic genes to repress cell apoptosis. In addition, Mipu1 also plays an important role in regulating the gene expression of downstream inflammatory mediators by inhibiting the activation of activator protein-1 and serum response element.

IL-6 and TNF-α serum levels are associated with early death in community-acquired pneumonia patients

Community-acquired pneumonia (CAP) is amongst the leading causes of death worldwide. As inflammatory markers, cytokines can predict outcomes, if interpreted together with clinical data and scoring systems such as CURB-65, CRB, and Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II (APACHE II). The aim of this study was to determine the impact of inflammatory biomarkers on the early mortality of hospitalized CAP patients. Twenty-seven CAP patients needing hospitalization were enrolled for the study and samples of interleukin-1 (IL-1) and interleukin-6 (IL-6), tumor necrosis factor alpha (TNF-α), C-reactive protein (CRP), and homocystein were collected at the time of admission (day 1) as well as on the seventh day of the treatment. There was a significant reduction in the levels of IL-6 between the first and the second collections. Median IL-6 values decreased from 24 pg/mL (day 1) to 8 pg/mL (day 7) (P=0.016). The median levels of TNF-α were higher in patients: i) with acute kidney injury (AKI) (P=0.045), ii) requiring mechanical ventilation (P=0.040), iii) with short hospital stays (P=0.009), iv) admitted to the intensive care unit (ICU) (P=0.040), v) who died early (P=0.003), and vi) with worse CRB scores (P=0.013). In summary, IL-6 and TNF-α levels were associated with early mortality of CAP patients. Longer admission levels demonstrated greater likelihood of early death and overall mortality, necessity of mechanical ventilation, and AKI.

Sesame and flaxseed oil: nutritional quality and effects on serum lipids and glucose in rats

This study evaluated the nutritional value of sesame and flaxseed oils and their effects on the lipid and glucose profile of rats fed diets containing different fat combinations. Fatty acid composition, refractive index, and iodine and saponification values were analyzed to characterize the oils. In the biological assay, Wistar rats were fed different diets, whose fat composition consisted of varying combinations of flaxseed oil, sesame oil, and animal fat. The primary constituents of the sesame oil were oleic (28.6%), linoleic (28.4%), and lauric acid (14.6%); for the flaxseed oil they were alpha-linolenic (39.90%), oleic (17.97%) and linoleic acid (12.25%). The iodine and saponification values of the oils were within the reference range. Rats fed flaxseed oil-based diets had the lowest serum cholesterol values, whereas rats fed diets with flaxseed oil + sesame oil + animal fat had the highest glucose levels. HDL levels decreased significantly with flaxseed oil. Sesame and flaxseed oils are sources of polyunsaturated fatty acids (PUFA), and the flaxseed oil-based diet had a hypocholesterolemic effect, whereas sesame oil showed oxidative stability since it contains high levels of monounsaturated and saturated fatty acids.

Are serum cystatin C levels influenced by steroid doses in lupus nephritis patients?

INTRODUCTION: Cystatin C is considered a promising test to evaluate glomerular filtration rate, since it has characteristics of an ideal endogenous marker, being similar or even superior to serum creatinine according to some studies. However, it is possible that some factors (as corticotherapy) could have an influence on serum cystatin C levels regardless of the glomerular filtration rate. The aim of this study was to investigate if different doses of glucocorticoid could have an influence on serum cystatin C levels in lupus nephritis patients. METHODS: We evaluated 42 patients with lupus nephritis that performed 109 different blood collections; their mean age was 37.7 ± 13.1 years old, and 88% were female; the mean estimated glomerular filtration rate was of 61.9 ± 20.0 mL/min. Patients were divided according to their glucocorticoid dose in two groups: A - high (pulse therapy with methylprednisolone and prednisone > 0.5 mg/kg/d, n = 14) versus B - low doses (prednisone ≤ 0.5 mg/kg/d, n = 28). Serum creatinine levels were used as parameters for renal function comparison. Cystatin C was determined by an in-house methodology, using Luminex system flow citometry. RESULTS: Considering these groups, cystatin C levels were different only in the second visit (p = 0.106). But, when the serum creatinine levels were considered in the same groups, a marginally significant difference among them (p = 0.070) was observed, which suggested that the difference in cystatin C levels between the groups was caused by their respective glomerular filtration rate. There was not any difference between those groups that received or did not receive pulse therapy. CONCLUSION: Although some previous studies have shown that glucocorticoid has an influence on serum cystatin C levels, we have not observed such interference in the lupus nephritis patients submitted to corticotherapy.

The association of markers of oxidative-inflammatory status with malnutrition in hemodialysis patients with serum ferritin lower than 500 ng/mL

INTRODUCTION: Enhanced inflammatory-oxidative status is well established in chronic kidney disease. OBJECTIVE: The objective of this study was to evaluate the oxidative- inflammatory status and iron indices in patients undergoing maintenance hemodialysis (HD) with serum ferritin lower than 500ng/mL, and to correlate them with nutritional status. METHOD: In a cross-sectional survey 35 HD patients (23 with normal nutritional status, 12 with Protein-Energy-Wasting syndrome, PEW), and healthy volunteers (n = 35) were studied. Serum concentration of iron, ferritin, transferrin saturation, malondialdehyde (MDA), protein carbonyl (PC), high-sensitive serum C -reactive protein (hs-CRP) and blood counts were determined. The nutritional status was determined by anthropometric and biochemical criteria. RESULTS: HD patients showed low values of hemoglobin and higher values of ferritin, MDA and PC when compared with healthy volunteers. HD subjects with PEW had higher values of PC and hs-PCR as compared to HD patients with normal nutritional status. A multiple logistic regression analysis showed that the independent variables PC (Wald Statistic 4.25, p = 0.039) and hs-CRP (Wald Statistic 4.83, p = 0.028) where related with the patients' nutritional condition. CONCLUSION: In HD patients with serum ferritin below 500 ng/mL was observed one association of the markers of oxidative stress and inflammation with poor nutritional status independently of serum ferritin, gender and age.

Inverse association between serum creatinine and mortality in acute kidney injury

Introduction: Sepsis is a leading precipitant of Acute Kidney Injury (AKI) in intensive care unit (ICU) patients, and is associated with a high mortality rate. Objective: We aimed to evaluate the risk factors for dialysis and mortality in a cohort of AKI patients of predominantly septic etiology. Methods: Adult patients from an ICU for whom nephrology consultation was requested were included. End-stage chronic renal failure and kidney transplant patients were excluded. Results: 114 patients were followed. Most had sepsis (84%), AKIN stage 3 (69%) and oliguria (62%) at first consultation. Dialysis was performed in 66% and overall mortality was 70%. Median serum creatinine in survivors and non-survivors was 3.95 mg/dl (2.63 - 5.28) and 2.75 mg/dl (1.81 - 3.69), respectively. In the multivariable models, oliguria and serum urea were positively associated with dialysis; otherwise, a lower serum creatinine at first consultation was independently associated with higher mortality. Conclusion: In a cohort of septic AKI, oliguria and serum urea were the main indications for dialysis. We also described an inverse association between serum creatinine and mortality. Potential explanations for this finding include: delay in diagnosis, fluid overload with hemodilution of serum creatinine or poor nutritional status. This finding may also help to explain the low discriminative power of general severity scores - that assign higher risks to higher creatinine levels - in septic AKI patients.

Early changes in serum albumin: impact on 2-year mortality in incident hemodialysis patients

AbstractIntroduction/objective:We evaluated the predictability of early changes in serum albumin (sAlb) on the two-year mortality of incident hemodialysis patients.Methods:Observational, longitudinal retrospective study using the database of Fresenius Medical Care of Latin America. Adult patients starting dialysis from January/2000 to June/2004, from 25 centers were included. Changes in sAlb during the first 3 months on hemodialysis were used as the main predictor. The outcome was death from any cause.Results:1,679 incident patients were included. They were 52 ± 15 years old, 58.7% male and 21.5% diabetic, with a median sAlb of 38 g/L (bromocresol green). 923 patients had sAlb < 38 g/L (Low sAlb Group) and 756 ones had sAlb > 38.0 g/L (Adequate sAlb Group). The mortality was significantly higher in Low sAlb Group (17% vs. 11%, p < 0.001). Early changes in sAlb significantly affected two-year mortality. Factoring the Kaplan Meier curve of Low sAlb Group by the presence of an increase in sAlb uncovered of a statistically significant difference in mortality favoring the ones whose sAlb went up (19% vs. 15%, p = 0.043). Differently, patients from Adequate sAlb Group with a decrease in their sAlb had a statistically higher mortality rate (13% vs. 8%, p = 0.029).Conclusions:Early sAlb changes showed a significant predictive power on mortality at 2 years in incident hemodialysis patients. Those with low initial sAlb may have a better prognosis if their sAlb rises. In contrast, patients with satisfactory initial levels can have a worsening of their prognosis in the case of an early reduction in sAlb.

Troponin I serum levels predict the need of dialysis in incident sepsis patients with acute kidney injury in the intensive care unit

Abstract Introduction: Sepsis, an extremely prevalent condition in the intensive care unit, is usually associated with organ dysfunction, which can affect heart and kidney. Objective: To determine whether the cardiac dysfunction and the Troponin I forecast the occurrence of acute renal failure in sepsis. Methods: Cardiac dysfunction was assessed by echocardiography and by the serum troponin I levels, and renal impairment by AKIN criteria and the need of dialysis. Twenty-nine patients with incident sepsis without previous cardiac or renal dysfunction were enrolled. Results and Discussion: Patients averaged 75.3 ± 17.3 years old and 55% were male. Median APACHE II severity score at ICU admission was 16 (9.7 - 24.2) and mortality rate in 30 days was 45%. On the fifth day, 59% had ventricular dysfunction. Troponin serum levels on day 1 in the affected patients were 1.02 ± 0.6 ng/mL compared with 0.23 ± 0.18 ng/mL in patients without heart dysfunction (p = 0.01). Eighteen out of 29 patients (62%) underwent renal replacement therapy (RRT) and the percent of patients with ventricular dysfunction who required dialysis was higher (94% vs. 16%, p = 0.0001). Values of troponin at day 1 were used to develop a ROC curve to determine their ability to predict the need of dialysis. The area under the curve was 0.89 and the cutoff value was 0.4 ng/mL. Conclusion: We found that an elevation in serum troponin levels, while guarding a relationship with ventricular dysfunction, can be a precious tool to predict the need for dialysis in sepsis patients.

Régulation de la lipoprotéine lipase macrophagique et de LOX-1 par des facteurs métaboliques. Implications dans l’athérosclérose associée au diabète de type 2.

Les maladies cardiovasculaires (MCV) sont la principale cause de décès dans les pays occidentaux et constituent la principale complication associée au diabète. La lipoprotéine lipase (LPL) est une enzyme clé du métabolisme des lipides et est responsable de l'hydrolyse des lipoprotéines riches en triglycérides (TG). Plusieurs études ont démontré que la LPL sécrétée par les macrophages dans la paroi artérielle est pro-athérogénique. La dysfonction endothéliale caractérise les stades précoces du processus athérosclérotique. Il a été observé qu’un récepteur nouvellement identifié des lipoprotéines de basse densité oxydées (LDLox), le récepteur de type lectine des LDLox (LOX-1), est fortement exprimé dans les lésions athérosclérotiques humaines et dans l’aorte de rats diabétiques, suggérant un rôle clé de LOX-1 dans la pathogénèse de l’athérosclérose diabétique. Au vu du rôle potentiel de la LPL macrophagique et du LOX-1 dans l’athérosclérose associée au diabète de type 2, nous avons évalué la régulation de ces deux molécules pro-athérogéniques par des facteurs métaboliques et inflammatoires augmentés dans le diabète, soit la leptine, l’acide linoléique (LA) et la protéine C-réactive (CRP). Nos résultats démontrent que : 1) Dans les cellules endothéliales aortiques humaines (HAECs), LA augmente l’expression protéique de LOX-1 de façon temps- et dose-dépendante; 2) La pré-incubation de HAECs avec des antioxydants et des inhibiteurs de la NADPH oxydase, de la protéine kinase C (PKC) et du facteur nucléaire-kappa B (NF-kB), inhibe l’effet stimulant de LA sur l’expression protéique de LOX-1; 3) Dans les HAECs traitées avec LA, on observe une augmentation d’expression des isoformes classiques de la PKC; 4) LA augmente de manière significative l’expression génique de LOX-1 ainsi que la liaison des protéines nucléaires extraites des HAECs à la séquence régulatrice NF-kB présente dans le promoteur du gène de LOX-1; 5) LA augmente, via LOX-1, la captation des LDLox par les cellules endothéliales. Pris dans leur ensemble, ces résultats démontrent que LA augmente l’expression endothéliale de LOX-1 in vitro et appuient le rôle clé de LA dans la dysfonction endothéliale associée au diabète. Au vu de nos études antérieures démontrant qu’une expression accrue de LPL macrophagique chez les patients diabétiques de type 2 et que l’augmentation de facteurs métaboliques dans cette maladie, soit l’homocystéine (Hcys), les acides gras et les produits terminaux de glycation (AGE), accroissent l’expression de la LPL macrophagique, nous avons par la suite déterminé l’effet, in vitro, de deux autres facteurs métaboliques et inflammatoires surexprimés dans le diabète, soit la leptine et la CRP, sur l’expression de la LPL macrophagique. Les concentrations plasmatiques de leptine sont élevées chez les patients diabétiques et sont associées à un accroissement des risques cardiovasculaires. Nous avons démontré que : 1) Dans les macrophages humains, la leptine augmente l’expression de la LPL, tant au niveau génique que protéique; 2) L’effet stimulant de la leptine sur la LPL est aboli par la pré-incubation avec un anticorps dirigé contre les récepteurs à la leptine (Ob-R), des inhibiteurs de la PKC et des antioxydants; 3) La leptine augmente l’expression membranaire des isoformes classiques de la PKC et la diminution de l’expression endogène de la PKC, abolit l’effet de la leptine sur l’expression de la LPL macrophagique; 4) Dans les macrophages murins, la leptine augmente le taux de synthèse de la LPL et augmente la liaison de protéines nucléaires à la séquence protéine activée-1 (AP-1) du promoteur du gène de la LPL. Ces observations supportent la possibilité que la leptine puisse représenter un facteur stimulant de la LPL macrophagique dans le diabète. Finalement, nous avons déterminé, in vitro, l’effet de la CRP sur l’expression de la LPL macrophagique. La CRP est une molécule inflammatoire et un puissant prédicteur d’événements cardiovasculaires. Des concentrations élevées de CRP sérique sont documentées chez les patients diabétiques de type 2. Nous avons démontré que : 1) Dans les macrophages humains, la CRP augmente l’expression de la LPL au niveau génique et protéique et la liaison de la CRP aux récepteurs CD32 est nécessaire pour médier ses effets; 2) La pré-incubation de macrophages humains avec des antioxydants, des inhibiteurs de la PKC et de la protéine kinase mitogénique activée (MAPK), prévient l’induction de la LPL par la CRP; 3) La CRP augmente l’activité de la LPL, la génération intracellulaire d’espèces radicalaires oxygénées (ROS), l’expression d’isoformes classiques de la PKC et la phosphorylation des kinases extracellulaires régulées 1/2 (ERK 1/2); 4) Les macrophages murins traités avec la CRP démontrent une augmentation de la liaison des protéines nucléaires à la séquence AP-1 du promoteur du gène de la LPL. Ces données suggèrent que la LPL puisse représenter un nouveau facteur médiant les effets délétères de la CRP dans la vasculopathie diabétique. Dans l’ensemble nos études démontrent le rôle clé de facteurs métaboliques et inflammatoires dans la régulation vasculaire de la LPL et du LOX-1 dans le diabète. Nos données suggèrent que la LPL et le LOX-1 puissent représenter des contributeurs clé de l’athérogénèse accélérée associée au diabète chez l’humain. Mots-clés : athérosclérose, maladies cardiovasculaires, diabète de type 2, macrophage, LPL, cellules endothéliales, LOX-1, stress oxydatif, leptine, LA, CRP.

Prediction of hypertensive disorders in pregnancy by combined uterine artery Doppler, serum biomarkers and maternal characteristics

Objectif: Évaluer l'efficacité du dépistage de l’hypertension gestationnelle par les caractéristiques démographiques maternelles, les biomarqueurs sériques et le Doppler de l'artère utérine au premier et au deuxième trimestre de grossesse. Élaborer des modèles prédictifs de l’hypertension gestationnelle fondées sur ces paramètres. Methods: Il s'agit d'une étude prospective de cohorte incluant 598 femmes nullipares. Le Doppler utérin a été étudié par échographie transabdominale entre 11 +0 à 13 +6 semaines (1er trimestre) et entre 17 +0 à 21 +6 semaines (2e trimestre). Tous les échantillons de sérum pour la mesure de plusieurs biomarqueurs placentaires ont été recueillis au 1er trimestre. Les caractéristiques démographiques maternelles ont été enregistrées en même temps. Des courbes ROC et les valeurs prédictives ont été utilisés pour analyser la puissance prédictive des paramètres ci-dessus. Différentes combinaisons et leurs modèles de régression logistique ont été également analysés. Résultats: Parmi 598 femmes, on a observé 20 pré-éclampsies (3,3%), 7 pré-éclampsies précoces (1,2%), 52 cas d’hypertension gestationnelle (8,7%) , 10 cas d’hypertension gestationnelle avant 37 semaines (1,7%). L’index de pulsatilité des artères utérines au 2e trimestre est le meilleur prédicteur. En analyse de régression logistique multivariée, la meilleure valeur prédictive au 1er et au 2e trimestre a été obtenue pour la prévision de la pré-éclampsie précoce. Le dépistage combiné a montré des résultats nettement meilleurs comparés avec les paramètres maternels ou Doppler seuls. Conclusion: Comme seul marqueur, le Doppler utérin du deuxième trimestre a la meilleure prédictive pour l'hypertension, la naissance prématurée et la restriction de croissance. La combinaison des caractéristiques démographiques maternelles, des biomarqueurs sériques maternels et du Doppler utérin améliore l'efficacité du dépistage, en particulier pour la pré-éclampsie nécessitant un accouchement prématuré.

Études sur la dérégulation des cytokines et des cellules Natural Killer chez les patients infectés par le VIH-1

La prolifération, la différenciation ainsi que les fonctions des cellules du système immunitaire sont contrôlées en partie par les cytokines. Lors de l’infection par le VIH-1, les défauts observés dans les fonctions, la maintenance, ainsi que la consistance des cellules du système immunitaire sont en large partie attribués à une production altérée des cytokines et à un manque d’efficacité au niveau de leurs effets biologiques. Durant ces études, nous nous sommes intéréssés à la régulation et aux fonctions de deux cytokines qui sont l’IL-18 et l’IL-21. Nous avons observé une corrélation inversée significative entre les concentrations sériques d’IL-18 et le nombre des cellules NK chez les patients infectés par le VIH-1. Nos expériences in vitro ont démontré que cette cytokine induit l’apoptose des cellules NK primaires et que cette mort peut être inhibée par des anticorps neutralisants spécifiques pour FasL et TNF-α. Cette mort cellulaire est due à l’expression de FasL sur les cellules NK et à la production de TNF-α par ces cellules. L’IL-18 augmente aussi la susceptibilité à la mort des cellules NK par un stimulus pro-apoptotique, en diminuant l’expression de la protéine anti-apoptotique Bcl-XL. Nous démontrons aussi que, contrairement à l’IL-18, les niveaux d’IL-18BP sont plus faibles dans les sérum de patients infectés. Ceci résulte sur une production non coordonnée de ces deux facteurs, aboutissant à des niveaux élevés d’IL-18 libre et biologiquement active chez les patients infectés. L’infection de macrophages in vitro induit la production d’IL-18 et réduit celle d’IL-18BP. De plus, l’IL-10 et le TGF-β, dont les concentrations sont élevées chez les patients infectés, réduisent la production d’IL-18BP par les macrophages in vitro. Finalement, nous démontrons que l’IL-18 augmente la réplication du VIH-1 dans les lymphocytes T CD4+ infectés. Les niveaux élevés d’IL-18 libres et biologiquement actives chez les patients infectés contribuent donc à l’immuno-pathogénèse induite par le VIH-1 en perturbant l’homéostasie des cellules NK ainsi qu’en augmentant la réplication du virus chez les patients. Ces études suggèrent donc la neutralisation des effets néfastes de l’IL-18 en utilisant son inhibiteur naturel soit de l’IL-18BP exogène. Ceci permettrait de moduler l’activité de l’IL-18 in vivo à des niveaux souhaitables. L’IL-21 joue un rôle clef dans le contrôle des infections virales chroniques. Lors de ces études, nous avons déterminé la dynamique de la production d’IL-21 lors de l’infection par le VIH-1 et sa conséquence sur la survie des cellules T CD4+ et la fréquence des cellules T CD8+ spécifiques au VIH-1. Nous avons démontré que sa production est compromise tôt au cours de l’infection et que les concentrations d’IL-21 corrèlent avec le compte de cellules T CD4+ chez les personnes infectées. Nos études ont démontré que le traitement antirétroviral restaure partiellement la production d’IL-21. De plus, l’infection par le VIH-1 de cellules T CD4+ humaines inhibe sa production en réduisant l’expression du facteur de transcription c-Maf. Nous avons aussi démontré que la fréquence des cellules T CD4+ spécifiques au VIH-1 qui produisent de l’IL-21 est réduite chez les patients virémiques. Selon nos résultats, l’IL-21 empêche l’apoptose spontanée des cellules T CD4+ de patients infectés et l’absence d’IL-21 réduit la fréquence des cellules T CD8+ spécifiques au VIH-1 chez ces patients. Nos résultats démontrent que l'IL-21R est exprimé de façon égale sur tous les sous-types de cellules NK chez les donneurs sains et chez les patients infectés. L’IL-21 active les protéines STAT-3, MAPK et Akt afin d'augmenter les fonctions effectrices des cellules NK. L'activation de STAT-3 joue un rôle clef dans ces fonctions avec ou sans un traitement avec de l'IL-21. L'IL-21 augmente l'expression des protéines anti-apoptotiques Bcl-2 et Bcl-XL, augmente la viabilité des cellules NK, mais ne possède aucun effet sur leur prolifération. Nous démontrons de plus que l'IL-21 augmente l'ADCC, les fonctions sécrétrices et cytotoxiques ainsi que la viabilité des cellules NK provenant de patients chroniquement infectés par le VIH-1. De plus, cette cytokine semble présenter ces effets sans augmenter en contrepartie la réplication du VIH-1. Elle permet donc d'inhiber la réplication virale lors de co-cultures autologues de cellules NK avec des cellules T CD4+ infectées d'une manière dépendante à l'expression de perforine et à l'utilisation de la protéine LFA-1. Les niveaux d’IL-21 pourraient donc servir de marqueurs biologiques pour accompagner les informations sur le taux de cellules T CD4+ circulantes en nous donnant des informations sur l’état de fonctionnalité de ce compartiment cellulaire. De plus, ces résultats suggèrent l’utilisation de cette cytokine en tant qu’agent immunothérapeutique pour restaurer les niveaux normaux d’IL-21 et augmenter la réponse antivirale chez les patients infectés par le VIH-1.

Propriétés des monocouches auto-assemblées du liquide ionique 1-(12-mercaptododécyl)-3-méthylimidazolium

Les propriétés d'une nouvelle classe de chimie de surface basée sur les monocouches auto-assemblées de liquides ioniques (ILs-SAMs), ont été étudiées pour une utilisation dans la construction de biocapteurs basés sur la résonance des plasmons de surface (SPR). Les biocapteurs sont utiles pour détecter des biomolécules spécifiques dans une matrice biologique complexe. Cependant, le signal analytique de la biomolécule spécifique peut être masqué par l’adsorption non spécifique de la matrice biologique, produisant une réponse faussement positive. Par ailleurs, l'activité des récepteurs moléculaires est souvent réduite par des techniques d'immobilisation chimique. Ainsi, il est essentiel de déterminer une surface idéale pour la préparation de biocapteurs. Les liquides ioniques sont bien connus pour favoriser l'activité des récepteurs moléculaires et cette étude enquête si cette propriété importante peut se traduire sur des capteurs SPR. Différents liquides ioniques ont été utilisés pour former des monocouches auto-assemblées sur une surface d'or. Les ILs-SAMs sont tous basés sur les sels de mercapto-(chaîne alkyle)nCH2-méthylimidazolium avec différentes chaînes alkyles (n = 3, 6, 9, 12) et différents contre-anions (Br-, BF4-, PF6-, NTf2-). Des études cinétiques de l'adsorption non spécifique de sérum bovin ont été réalisées sur des capteurs SPR avec un instrument construit sur mesure, basé sur l'interrogation des longueurs d’ondes SPR sur un prisme d’inversion d’image (dove). Par la suite, l’anti-IgG de chèvre sélective à l’IgG humain a été utilisé en tant que modèle pour la confection de biocapteurs sur les ILs-SAMs. En solution, il est possible d’effectuer des échanges du contre-anion des liquides ioniques pour un contre-anion de plus en plus hydrophobe. Cependant, l’échange inverse, soit vers des anions de plus en plus hydrophile, s’avère impossible. Toutefois, il a été observé par les travaux présentés dans ce mémoire, que les liquides ioniques immobilisés sur une surface d'or ont la capacité d'échanger leurs contre-anions réversiblement, procurant une méthode simple de moduler leurs propriétés physico-chimiques. Ce phénomène a été observé par la mesure d’angles de contacts et par les techniques spectroscopiques de l’infrarouge moyen (mid-IR), des photoélectrons de rayon-X (XPS) et par la diffusion Raman exaltée par les surfaces (SERS) ii ainsi que par la spectrométrie de masse (MS). La connaissance des propriétés d’échange d’anion est importante pour prédire le comportement de ces surfaces de liquides ioniques dans les tampons et fluides biologiques.