Hypoxia-mediated induction of acidic/basic fibroblast growth factor and platelet-derived growth factor in mononuclear phagocytes stimulates growth of hypoxic endothelial cells.

Wound repair and tumor vascularization depend upon blood vessel growth into hypoxic tissue. Although hypoxia slows endothelial cell (EC) proliferation and suppresses EC basic fibroblast growth factor (bFGF) expression, we report that macrophages (MPs) exposed to PO2 approximately 12-14 torr (1 torr = 133.3 Pa) synthesize and release in a time-dependent manner platelet-derived growth factor (PDGF) and acidic/basic FGFs (a/bFGFs), which stimulate the growth of hypoxic ECs. Chromatography of hypoxic MP-conditioned medium on immobilized heparin with an ascending NaCl gradient resolved three peaks of mitogenic activity: activity of the first peak was neutralized by antibody to PDGF; activity of the second peak was neutralized by antibody to aFGF; and activity of the third peak was neutralized by antibody to bFGF. Metabolically labeled lysates and supernatants from MPs exposed to hypoxia showed increased synthesis and release of immunoprecipitable PDGF and a/bFGF in the absence of changes in cell viability. Possible involvement of a heme-containing oxygen sensor in MP elaboration of growth factors was suggested by the induction of bFGF and PDGF by normoxic MPs exposed to nickel or cobalt, although metabolic inhibitors such as sodium azide were without effect. These results suggest a paracrine model in which hypoxia stimulates MP release of PDGF and a/bFGF, inducing EC proliferation and potentially promoting angiogenesis in hypoxic environments.

Valutazione della risposta immunitaria cellulare e fenotipizzazione linfocitaria nel suino in corso di infezione naturale da virus della PRRS (“Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome”) e dopo stimolazione di PBMC (“Peripheral Blood Mononuclear Cells”) in vitro con Peptide Killer (KP)

SUMMARY The Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome (PRRS) virus is one of the most spread pathogens in swine herds all over the world and responsible for a reproductive and respiratory syndrome that causes severe heath and economical problems. This virus emerged in late 1980’s but although about 30 years have passed by, the knowledge about some essential facets related to the features of the virus (pathogenesis, immune response, and epidemiology) seems to be still incomplete. Taking into account that the development of modern vaccines is based on how innate and acquire immunity react, a more and more thorough knowledge on the immune system is needed, in terms of molecular modulation/regulation of the inflammatory and immune response upon PRRSV infection. The present doctoral thesis, which is divided into 3 different studies, is aimed to increase the knowledge about the interaction between the immune system and the PRRS virus upon natural infection. The objective of the first study entitled “Coordinated immune response of memory and cytotoxic T cells together with IFN-γ secreting cells after porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) natural infection in conventional pigs” was to evaluate the activation and modulation of the immune response in pigs naturally infected by PRRSV compared to an uninfected control group. The course of viremia was evaluated by PCR, the antibody titres by ELISA, the number of IFN-γ secreting cells (IFN- SC) by an ELISPOT assay and the immunophenotyping of some lymphocyte subsets (cytotoxic cells, memory T lymphocytes and cytotoxic T lymphocytes) by flow cytometry. The results showed that the activation of the cell-mediated immune response against PRRSV is delayed upon infection and that however the levels of IFN-γ SC and lymphocyte subsets subsequently increase over time. Furthermore, it was observed that the course of the different immune cell subsets is time-associated with the levels of PRRSV-specific IFN-γ SC and this can be interpreted based on the functional role that such lymphocyte subsets could have in the specific production/secretion of the immunostimulatory cytokine IFN-γ. In addition, these data support the hypothesis that the age of the animals upon the onset of infection or the diverse immunobiological features of the field isolate, as typically hypothesized during PRRSV infection, are critical conditions able to influence the qualitative and quantitative course of the cell-mediated immune response during PRRSV natural infection. The second study entitled “Immune response to PCV2 vaccination in PRRSV viremic piglets” was aimed to evaluate whether PRRSV could interfere with the activation of the immune response to PCV2 vaccination in pigs. In this trial, 200 pigs were divided into 2 groups: PCV2-vaccinated (at 4 weeks of age) and PCV2-unvaccinated (control group). Some piglets of both groups got infected by PRRSV, as determined by PRRSV viremia detection, so that 4 groups were defined as follows: PCV2 vaccinated - PRRSV viremic PCV2 vaccinated - PRRSV non viremic PCV2 unvaccinated - PRRSV viremic PCV2 unvaccinated - PRRSV non viremic The following parameters were evaluated in the 4 groups: number of PCV2-specific IFN-γ secreting cells, antibody titres by ELISA and IPMA. Based on the immunological data analysis, it can be deduced that: 1) The low levels of antibodies against PCV2 in the PCV2-vaccinated – PRRSV-viremic group at vaccination (4 weeks of age) could be related to a reduced colostrum intake influenced by PRRSV viremia. 2) Independently of the viremia status, serological data of the PCV2-vaccinated group by ELISA and IPMA does not show statistically different differences. Consequently, it can be be stated that, under the conditions of the study, PRRSV does not interfere with the antibody response induced by the PCV2 vaccine. 3) The cell-mediated immune response in terms of number of PCV2-specific IFN-γ secreting cells in the PCV2-vaccinated – PRRSV-viremic group seems to be compromised, as demonstrated by the reduction of the number of IFN-γ secreting cells after PCV2 vaccination, compared to the PCV2-vaccinated – PRRSV-non-viremic group. The data highlight and further support the inhibitory role of PRRSV on the development and activation of the immune response and highlight how a natural infection at early age can negatively influence the immune response to other pathogens/antigens. The third study entitled “Phenotypic modulation of porcine CD14+ monocytes, natural killer/natural killer T cells and CD8αβ+ T cell subsets by an antibody-derived killer peptide (KP)” was aimed to determine whether and how the killer peptide (KP) could modulate the immune response in terms of activation of specific lymphocyte subsets. This is a preliminary approach also aimed to subsequently evaluate such KP with a potential antivural role or as adjuvant. In this work, pig peripheral blood mononuclear cells (PBMC) were stimulated with three KP concentrations (10, 20 and 40 g/ml) for three time points (24, 48 and 72 hours). TIME POINTS (hours) KP CONCENTRATIONS (g/ml) 24 0-10-20-40 48 0-10-20-40 72 0-10-20-40 By using flow cytometry, the qualitative and quantitative modulation of the following immune subsets was evaluated upon KP stimulation: monocytes, natural killer (NK) cells, natural killer T (NKT) cells, and CD4+ and CD8α/β+ T lymphocyte subsets. Based on the data, it can be deduced that: 1) KP promotes a dose-dependent activation of monocytes, particularly after 24 hours of stimulation, by inducing a monocyte phenotypic and maturation shift mainly involved in sustaining the innate/inflammatory response. 2) KP induces a strong dose-dependent modulation of NK and NKT cells, characterized by an intense increase of the NKT cell fraction compared to NK cells, both subsets involved in the antibody-dependent cell cytotoxicity (ADCC). The increase is observed especially after 24 hours of stimulation. 3) KP promotes a significant activation of the cytotoxic T lymphocyte subset (CTL). 4) KP can modulate both the T helper and T cytotoxic phenotype, by inducing T helper cells to acquire the CD8α thus becoming doube positive cells (CD4+CD8+) and by inducing CTL (CD4-CD8+high) to acquire the double positive phenotype (CD4+CD8α+high). Therefore, KP may induce several effects on different immune cell subsets. For this reason, further research is needed aimed at characterizing each “effect” of KP and thus identifying the best use of the decapeptide for vaccination practice, therapeutic purposes or as vaccine adjuvant. RIASSUNTO Il virus della PRRS (Porcine Reproductive Respiratory Syndrome) è uno dei più diffusi agenti patogeni negli allevamenti suini di tutto il mondo, responsabile di una sindrome riproduttiva e respiratoria causa di gravi danni ad impatto sanitario ed economico. Questo virus è emerso attorno alla fine degli anni ’80 ma nonostante siano passati circa una trentina di anni, le conoscenze su alcuni punti essenziali che riguardano le caratteristiche del virus (patogenesi, risposta immunitaria, epidemiologia) appaiono ancora spesso incomplete. Considerando che lo sviluppo dei vaccini moderni è basato sui principi dell’immunità innata e acquisita è essenziale una sempre più completa conoscenza del sistema immunitario inteso come modulazione/regolazione molecolare della risposta infiammatoria e immunitaria in corso di tale infezione. Questo lavoro di tesi, suddiviso in tre diversi studi, ha l’intento di contribuire all’aumento delle informazioni riguardo l’interazione del sistema immunitario, con il virus della PRRS in condizioni di infezione naturale. L’obbiettivo del primo studio, intitolato “Associazione di cellule memoria, cellule citotossiche e cellule secernenti IFN- nella risposta immunitaria in corso di infezione naturale da Virus della Sindrome Riproduttiva e Respiratoria del Suino (PRRSV)” è stato di valutare l’attivazione e la modulazione della risposta immunitaria in suini naturalmente infetti da PRRSV rispetto ad un gruppo controllo non infetto. I parametri valutati sono stati la viremia mediante PCR, il titolo anticorpale mediante ELISA, il numero di cellule secernenti IFN- (IFN- SC) mediante tecnica ELISPOT e la fenotipizzazione di alcune sottopopolazioni linfocitarie (Cellule citotossiche, linfociti T memoria e linfociti T citotossici) mediante citofluorimetria a flusso. Dai risultati ottenuti è stato possibile osservare che l’attivazione della risposta immunitaria cellulo-mediata verso PRRSV appare ritardata durante l’infezione e che l’andamento, in termini di IFN- SC e dei cambiamenti delle sottopopolazioni linfocitarie, mostra comunque degli incrementi seppur successivi nel tempo. E’ stato inoltre osservato che gli andamenti delle diverse sottopopolazioni immunitarie cellulari appaiono temporalmente associati ai livelli di IFN- SC PRRSV-specifiche e ciò potrebbe essere interpretato sulla base del ruolo funzionale che tali sottopopolazioni linfocitarie potrebbero avere nella produzione/secrezione specifica della citochina immunoattivatrice IFN-. Questi dati inoltre supportano l’ipotesi che l’età degli animali alla comparsa dell’infezione o, come tipicamente ipotizzato nell’infezione da PRRSV, le differenti caratteristiche immunobiologiche dell’isolato di campo, sia condizioni critiche nell’ influenzare l’andamento qualitativo e quantitativo della risposta cellulo-mediata durante l’infezione naturale da PRRSV. Il secondo studio, dal titolo “Valutazione della risposta immunitaria nei confronti di una vaccinazione contro PCV2 in suini riscontrati PRRSV viremici e non viremici alla vaccinazione” ha avuto lo scopo di valutare se il virus della PRRS potesse andare ad interferire sull’attivazione della risposta immunitaria indotta da vaccinazione contro PCV2 nel suino. In questo lavoro sono stati arruolati 200 animali divisi in due gruppi, PCV2 Vaccinato (a 4 settimane di età) e PCV2 Non Vaccinato (controllo negativo). Alcuni suinetti di entrambi i gruppi, si sono naturalmente infettati con PRRSV, come determinato con l’analisi della viremia da PRRSV, per cui è stato possibile creare quattro sottogruppi, rispettivamente: PCV2 vaccinato - PRRSV viremico PCV2 vaccinato - PRRSV non viremico PCV2 non vaccinato - PRRSV viremico PCV2 non vaccinato - PRRSV non viremico Su questi quattro sottogruppi sono stati valutati i seguenti parametri: numero di cellule secernenti IFN- PCV2 specifiche, ed i titoli anticorpali mediante tecniche ELISA ed IPMA. Dall’analisi dei dati immunologici derivati dalle suddette tecniche è stato possibile dedurre che:  I bassi valori anticorpali nei confronti di PCV2 del gruppo Vaccinato PCV2-PRRSV viremico già al periodo della vaccinazione (4 settimane di età) potrebbero essere messi in relazione ad una ridotta assunzione di colostro legata allo stato di viremia da PRRSV  Indipendentemente dallo stato viremico, i dati sierologici del gruppo vaccinato PCV2 provenienti sia da ELISA sia da IPMA non mostrano differenze statisticamente significative. Di conseguenza è possibile affermare che in questo caso PRRSV non interferisce con la risposta anticorpale promossa dal vaccino PCV2.  La risposta immunitaria cellulo-mediata, intesa come numero di cellule secernenti IFN- PCV2 specifiche nel gruppo PCV2 vaccinato PRRS viremico sembra essere compromessa, come viene infatti dimostrato dalla diminuzione del numero di cellule secernenti IFN- dopo la vaccinazione contro PCV2, comparata con il gruppo PCV2 vaccinato- non viremico. I dati evidenziano ed ulteriormente sostengono il ruolo inibitorio del virus della PRRSV sullo sviluppo ed attivazione della risposta immunitaria e come un infezione naturale ad età precoci possa influenzare negativamente la risposta immunitaria ad altri patogeni/antigeni. Il terzo studio, intitolato “Modulazione fenotipica di: monociti CD14+, cellule natural killer (NK), T natural killer (NKT) e sottopopolazioni linfocitarie T CD4+ e CD8+ durante stimolazione con killer peptide (KP) nella specie suina” ha avuto come scopo quello di stabilire se e come il Peptide Killer (KP) potesse modulare la risposta immunitaria in termini di attivazione di specifiche sottopopolazioni linfocitarie. Si tratta di un approccio preliminare anche ai fini di successivamente valutare tale KP in un potenziale ruolo antivirale o come adiuvante. In questo lavoro, periferal blood mononuclear cells (PBMC) suine sono state stimolate con KP a tre diverse concentrazioni (10, 20 e 40 g/ml) per tre diversi tempi (24, 48 e 72 ore). TEMPI DI STIMOLAZIONE (ore) CONCENTRAZIONE DI KP (g/ml) 24 0-10-20-40 48 0-10-20-40 72 0-10-20-40 Mediante la citometria a flusso è stato dunque possibile analizzare il comportamento qualitativo e quantitativo di alcune sottopopolazioni linfocitarie sotto lo stimolo del KP, tra cui: monociti, cellule Natural Killer (NK), cellule T Natural Killer (NKT) e linfociti T CD4 e CD8+. Dai dati ottenuti è stato possibile dedurre che: 1) KP promuove un’attivazione dei monociti dose-dipendente in particolare dopo 24 ore di stimolazione, inducendo uno “shift” fenotipico e di maturazione monocitaria maggiormente coinvolto nel sostegno della risposta innata/infiammatoria. 2) KP induce una forte modulazione dose-dipendente di cellule NK e NKT con un forte aumento della frazione delle cellule NKT rispetto alle NK, sottopopolazioni entrambe coinvolte nella citotossicità cellulare mediata da anticorpi (ADCC). L’aumento è riscontrabile soprattutto dopo 24 ore di stimolazione. 3) KP promuove una significativa attivazione della sottopopolazione del linfociti T citotossici (CTL). 4) Per quanto riguarda la marcatura CD4+/CD8+ è stato dimostrato che KP ha la capacità di modulare sia il fenotipo T helper che T citotossico, inducendo le cellule T helper ad acquisire CD8 diventando quindi doppio positive (CD4+CD8+) ed inducendo il fenotipo CTL (CD4-CD8+high) ad acquisire il fenotipo doppio positivo (CD4+CD8α+high). Molti dunque potrebbero essere gli effetti che il decapeptide KP potrebbe esercitare sulle diverse sottopopolazioni del sistema immunitario, per questo motivo va evidenziata la necessità di impostare e attuare nuove ricerche che portino alla caratterizzazione di ciascuna “abilità” di KP e che conducano successivamente alla scoperta del migliore utilizzo che si possa fare del decapeptide sia dal punto di vista vaccinale, terapeutico oppure sotto forma di adiuvante vaccinale.

Investigação do papel de SIGIRR/IL-1R8 no crosstalk entre células tumorais e o infiltrado leucocitário

Células tumorais desenvolvem diversas estratégias para escapar da identificação e eliminação pelo sistema imune. Dessa forma, a investigação dos mecanismos envolvidos na comunicação celular no microambiente tumoral e na desregulação local do sistema imune é crítica para uma melhor compreensão da progressão da doença e para o desenvolvimento de alternativas terapêuticas mais eficazes. Nós aqui demonstramos que SIGIRR/IL-1R8, um importante regulador negativo de receptores de Interleucina-1 (ILRs) e receptores do tipo Toll (TLRs), apresenta expressão aumentada em uma linhagem celular epitelial mamária transformada pela superexpressão do oncogene HER2 e em tumores primários de mama, e promove o crescimento tumoral e metástase através da modulação da inflamação associada ao câncer e da atenuação da resposta imune antitumoral. Observamos que IL-1R8 tem sua expressão correlacionada com HER2 em tecidos mamários e sua alta expressão é fator de pior prognóstico em câncer de mama de baixo grau. Notavelmente, níveis aumentados de IL-1R8 foram observados especialmente nos subtipos HER2+ e Luminais de tumores de mama, e sua expressão aumentada em células epiteliais de mama transformadas por HER2 diminui a ativação da via de NF-κB e a expressão de diferentes citocinas pro-inflamatórias (IL-6, IL-8, TNF, CSF2, CSF3 e IFN-β1). Meio condicionado de células transformadas por HER2, mas não de variantes celulares com o gene IL-1R8 silenciado, induz a polarização de macrófagos para o fenótipo M2 e inibe a ativação de células NK. Em um modelo murino transgênico de tumorigênese espontânea mediada por HER2, MMTV-neu, verificamos que a deficiência de IL-1R8 (IL-1R8-/-neu) retardou o aparecimento de tumores e reduziu a incidência, a carga tumoral e a disseminação metastática. Contudo, não foram observadas diferenças significativas no crescimento tumoral quando animais IL-1R8-/-neu receberam medula óssea de animais IL-1R8+/+, confirmando um papel importante da expressão de IL-1R8 em células não hematopoiéticas na tumorigênese da mama. Tumores IL-1R8+/+neu apresentaram maiores níveis de citocinas pró-inflamatórias como IL-1β e VEGF, e menores níveis da citocina imunomodulatória IFN-γ. Além disso, tumores que expressavam IL-1R8 apresentaram menor infiltrado de células NK maduras, células dendríticas (DCs) e linfócitos T-CD8+ e um maior infiltrado de macrófagos M2 e linfócitos T-CD4+. Coletivamente, esses resultados indicam que a expressão de IL-1R8 em tumores de mama pode representar um novo mecanismo de escape da resposta imune e suportam IL-1R8 como potencial alvo terapêutico.

Avaliação fenotípica e funcional de células dendríticas inflamatórias na dermatite atópica do adulto

Introdução: A dermatite atópica (DA) é uma enfermidade cutânea inflamatória de caráter crônico, na qual o prurido é constante, e com marcada xerose. Dermatose que geralmente se inicia na infância, e pode surgir em indivíduos com história pessoal ou familiar de asma, rinite alérgica e/ou DA. A pele com DA apresenta colonização por Staphylococcus aureus (S. aureus) em 80-100% dos casos, sendo responsável pela produção enterotoxinas, capazes de exacerbar a resposta inflamatória na DA. Nesta enfermidade, existem distintos subtipos de células apresentadoras de antígeno ou dendríticas (DC), tanto na pele quanto circulantes. As DC exercem papel relevante na inflamação da DA, em especial um subgrupo de células dendríticas mieloides (mDC), as chamadas células dendríticas inflamatórias epidérmicas (IDEC). Objetivo: Avaliar o fenótipo e a função das mDC (IDEC-like) em células mononucleares do sangue periférico (PBMC) na DA do adulto. Métodos: Foram selecionados 21 pacientes com DA (idades entre18 e 65 anos, sendo 13 homens e oito mulheres) e 21 controles (idades entre 21 e 41 anos, sendo oito homens e 13 mulheres), nos quais foram realizadas as avaliações fenotípica e funcional das mDC (IDEC-like) em PBMC. Para tal, foram analisadas as expressões de: Fc?RI, TNF, IFN-y, IL-10, CD36 e CD83 nas mDC, estimuladas com enterotoxina estafilocócica B (SEB), agonistas de TLR2 (Pam3CSK4), TLR4 (LPS) e de TLR7/8 (CL097) através da citometria de fluxo. Resultados: Os principais achados nos pacientes com DA foram: aumento da frequência de células IDEC-like frente ao estímulo com agonista de TLR2 (Pam3CSK4); aumento da frequência de IFN-y em condição não estimulada, e de IL-10 frente a estímulo com agonista de TLR7/8 (CL097) nesta população de células dendríticas. Conclusão: A caracterização das mDC circulantes na DA evidencia perfil pró-inflamatório em condição não estimulada, impactando na resposta imune adaptativa. O aumento significativo na frequência de células IDEC-like nos pacientes com DA sugere sua participação na perpetuação do processo inflamatório da DA

Análise fenotípica de células dendríticas e de linfócitos T efetores, polifuncionais e reguladores no líquen plano

INTRODUÇÃO: Líquen plano (LP) é uma doença mucocutânea de natureza inflamatória crônica de etiologia ainda desconhecida. A estimulação da imunidade inata via os receptores Toll-like (TLRs) podem influenciar as células dendríticas e direcionar a resposta de células T CD4+ e CD8+ efetoras, assim como também favorecer o estado inflamatório do LP. OBJETIVOS: Avaliar o perfil fenotípico de células dendríticas mielóides (mDCs) e plasmocitóides (pDCs) e de linfócitos T CD4+ e CD8+ após estímulo com agonistas de TLRs no sangue periférico de pacientes com LP. Além disto, avaliar a frequência, perfil de maturação e os subtipos de células T CD4+ e TCD8+ reguladores. MÉTODOS: Foram selecionados 18 pacientes com LP (15 mulheres, 3 homens), com 41,57 ± 4,73 anos de idade e um grupo controle com 22 indivíduos sadios (18 mulheres, 4 homens), com 43,92 ± 7,83 anos de idade. As células mononucleares (CMNs) de sangue periférico foram avaliadas por citometria de fluxo quanto à: 1) Produção de TNF-? em mDCs e de IFN-? em pDCs em CMNs ativadas por agonistas de TLR 4, 7, 7/8 e 9; 2) Análise de células T CD4+ e CD8+ monofuncionais e polifuncionais após estímulo com agonistas de TLR 4, 7/8, 9 e enterotoxina B de Staphylococcus aureus (SEB); 3) Avaliação de células Th17 e Th22/Tc22 em CMNs após estímulo com SEB; 4) Frequência, perfil de maturação e subtipos de células T CD4+ e CD8+ reguladoras. RESULTADOS: 1) Nos pacientes com LP foi demonstrado um aumento na frequência de mDCs TNF-alfa+ após estímulo com agonistas de TLR4/LPS e TLR7-8/CL097, mas com imiquimode/TLR7 houve diminuição da expressão de CD83. Já nas pDCs do grupo LP, o imiquimode foi capaz de diminuir a expressão de CD80 e o CpG/TLR9 diminuiu a expressão de CD83 no LP. 2) As células T CD4+ secretoras de IL-10 mostraram aumento da frequência nos níveis basais, que diminuiu após estímulo com LPS e SEB. Em contraste, a produção de IFN-y aumentou em resposta ao LPS enquanto diminuiu para CpG. As células T CD4+ polifuncionais, secretoras de 5 citocinas simultâneas (CD4+IL-17+IL-22+TNF+IL-10+IFN-y+) diminuíram no LP após estímulo com CL097 e CpG. Entretanto, na ausência de IL-10, houve aumento da frequência de células CD4+IL-17+IL-22+TNF+IFN-y+ em resposta ao LPS. Um aumento na polifuncionalidade foi observado em células TCD4+ que expressam CD38, marcador de ativação crônica e na ausência de IL-10. Similarmente, às TCD4+, uma diminuição de células T CD8+ IFN-y+ e TNF+ foram detectadas após estímulo com CpG. 3) As células Th22/Tc22 nos níveis basais e após estímulo com SEB se mostraram aumentadas. As células Th17 não mostraram diferenças entre os grupos. 4) A frequência das células T CD4+ e CD8+ reg totais (CD25+Foxp3+CD127low/-) está elevada no LP. Quanto aos perfis de maturação, há aumento na frequência de células TCD4+ de memória efetora enquanto que para as células T CD8+ há predomínio das células de memória central. Quanto aos subtipos, há aumento nas células T CD4+ regs periféricas (pT reg). CONCLUSÕES: O estado de ativação das mDCs após ativação das vias de TLRs 4 e 7/8 pode influenciar na geração de resposta T efetoras no LP. O perfil de resposta monofuncional e polifuncional aos estímulos TLRs reflete a ativação destas células no sangue periférico. Além disso, o aumento de Th22/Tc22 e das células T regs indicam uma relação entre regulação e células efetoras no sangue periférico evidenciando que existem alterações extracutâneas no LP

PGC-1 alfa como regulador inflamatório na esteato-hepatite não-alcoólica

A doença hepática gordurosa não-alcoólica (NAFLD, do inglês) é a manifestação clínica hepática da síndrome metabólica, cuja incidência aumenta consideravelmente em todo o mundo. A NAFLD pode progredir para um estado de esteatohepatite não-alcoólica (NASH, do inglês), caracterizado por inflamação hepatocelular, com ou sem fibrose. Dados na literatura mostram que o coativador-1 alfa do receptor ativado por proliferadores de peroxissoma gama (PGC-1alfa), além de estar envolvido em diversos processos metabólicos, representa uma estratégia terapêutica promissora na modulação da inflamação. Neste projeto investigamos as alterações inflamatórias no fígado induzida por dieta hiperlipídica e o papel do PGC-1alfa nesse processo. Camundongos C57black/6 receberam dieta hiperlipídica contendo 30% de gordura por 10 semanas. O peso dos animais foi avaliado semanalmente. Após a eutanásia, o tecido adiposo intra-abdominal (retroperitoneal e periepididimal) foi coletado e pesado. Analisamos o perfil glicêmico e lipídico sérico e expressão de genes envolvidos no metabolismo glicêmico e lipídico. Avaliou-se também o aspecto histológico e a inflamação do tecido hepático por quantificação das citocinas IL-6, TNF-alfa e IL-1beta. A dieta rica em gordura conduziu a um aumento dos depósitos de gordura intra-abdominal, hiperglicemia e hiperlipidemia. Os animais também apresentavam esteatohepatite, com aumento de citocinas pró-inflamatórias e diminuição na expressão de PGC-1alfa no tecido hepático. O envolvimento do PGC-1alfa na produção de mediadores inflamatórios por hepatócitos foi avaliado em células HepG2 utilizando RNA de interferência (RNAi). O knockdown da expressão de PGC-1alfa causou aumento na expressão e liberação de IL-6 em hepatócitos via aumento na fosforilação de IkBalfa e consequente ativação do NFkB. Portanto, nossos dados mostram que o PGC-1alfa inibe a produção de mediadores inflamatórios (IL-6) em hepatócitos, e fornecem novas evidências das conexões existentes entre as vias metabólicas e imunes

Efeito das gorduras interesterificadas sobre o desenvolvimento da lesão aterosclerótica em camundongos knockout para o receptor de LDL

Nas últimas décadas, diversos estudos têm demonstrado os efeitos nocivos dos ácidos graxos trans à saúde. Consequentemente, diversas agências reguladoras de saúde e sociedades responsáveis pela elaboração de diretrizes nutricionais recomendaram a redução do consumo desses ácidos graxos. Deste modo, a indústria de alimentos vem adequando seus produtos a fim de substituir os ácidos graxos trans por gorduras interesterificadas, porém seus efeitos sobre o desenvolvimento da aterosclerose não foram ainda totalmente elucidados. Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de gorduras interesterificadas contendo principalmente ácido graxo palmítico ou esteárico sobre o desenvolvimento da aterosclerose. Desta forma, camundongos knockout para o receptor de LDL (LDLr-KO) recém-desmamados foram alimentados por 16 semanas com dietas hiperlipídicas (40% do valor calórico total sob forma de gordura) contendo principalmente ácidos graxos poli-insaturados (POLI), trans (TRANS), palmítico (PALM), palmítico interesterificado (PALM INTER), esteárico (ESTEAR) ou esteárico interesterificado (ESTEAR INTER) para determinação de concentrações plasmáticas de colesterol total e triglicérides; perfil de lipoproteínas; conteúdo de lípides (Oil Red O) e colágeno (Picrosirius Red) e infiltrado de macrófagos (imuno-histoquímica) na área de lesão aterosclerótica; expressão e conteúdo proteico de citocinas na aorta; dosagem das citocinas secretadas por macrófagos de peritônio estimulados ou não com lipopolissacarídeo (LPS); efluxo celular de colesterol mediado pela apo-AI e HDL2. Os resultados mostraram que os animais que consumiram a gordura interesterificada contendo ácido palmítico (PALM INTER) desenvolveram importante lesão aterosclerótica em comparação aos grupos PALM, ESTEAR, ESTEAR INTER e POLI, resultados confirmados pelo conteúdo de colágeno na lesão. Apesar do processo de interesterificação não ter alterado as concentrações plasmáticas de lípides, conforme verificado entre os grupos PALM vs PALM INTER e ESTEAR vs ESTEAR INTER, o acúmulo de colesterol na partícula de LDL foi similar entre os grupos PALM INTER e TRANS. Além desse efeito sobre o perfil de lipoproteínas, macrófagos do peritônio de camundongos que consumiram PALM INTER secretaram significativamente mais IL-1beta, IL-6 e MCP-1 em comparação aos demais grupos. Esse efeito pró-inflamatório foi confirmado na aorta, onde se observou maior expressão de TNF-alfa e IL-1beta para o grupo PALM INTER em comparação a PALM. Tal insulto inflamatório foi similar ao provocado por TRANS. Esses efeitos deletérios do PALM INTER podem ser parcialmente atribuídos ao acúmulo de colesterol nos macrófagos, promovido pelo prejuízo no efluxo de colesterol mediado pela apo-AI e HDL2, bem como aumento da expressão de receptores envolvidos na captação de LDL modificada (Olr-1) e diminuição daqueles envolvidos na remoção intracelular de colesterol (Abca1 e Nr1h3) na parede arterial. Como conclusão, as gorduras interesterificadas contendo ácido palmítico favorecem o acúmulo de colesterol nas partículas de LDL e em macrófagos, ativando o processo inflamatório, o que conjuntamente contribuiu para maior desenvolvimento de lesão aterosclerótica

A macrophage colony-stimulating factor receptor-green fluorescent protein transgene is expressed throughout the mononuclear phagocyte system of the mouse

The c-fms gene encodes the receptor for macrophage colony-stimulating factor (CSF-1). The gene is expressed selectively in the macrophage and trophoblast cell lineages. Previous studies have indicated that sequences in intron 2 control transcript elongation in tissue-specific and regulated expression of c-fms. In humans, an alternative promoter was implicated in expression of the gene in trophoblasts. We show that in mice, c-fms transcripts in trophoblasts initiate from multiple points within the 2-kilobase (kb) region flanking the first coding exon. A reporter gene construct containing 3.5 kb of 5' flanking sequence and the down-stream intron 2 directed expression of enhanced green fluorescent protein (EGFP) to both trophoblasts and macrophages. EGFP was detected in trophoblasts from the earliest stage of implantation examined at embryonic day 7.5. During embryonic development, EGFP highlighted the large numbers of c-fms-positive macrophages, including those that originate from the yolk sac. In adult mice, EGFP location Was consistent with known F4/80-positive macrophage populations, including Langerhans cells of the skin, and permitted convenient sorting of isolated tissue macrophages from disaggregated tissue. Expression of EGFP in transgenic mice was dependent on intron 2 as no lines with detectable EGFP expression were obtained where either all of intron 2 or a conserved enhancer element FIRE (the Fms intronic regulatory element) was removed. We have therefore defined the elements required to generate myeloid- and trophoblast-specific transgenes as well as a model system for the study of mononuclear phagocyte development and function. (C) 2003 by The American Society of Hematology.

Continued discovery of transcriptional units expressed in cells of the mouse mononuclear phagocyte lineage

The current RIKEN transcript set represents a significant proportion of the mouse transcriptome but transcripts expressed in the innate and acquired immune systems are poorly represented. In the present study we have assessed the complexity of the transcriptome expressed in mouse macrophages before and after treatment with lipopolysaccharide, a global regulator of macrophage gene expression, using existing RIKEN 19K arrays. By comparison to array profiles of other cells and tissues, we identify a large set of macrophage-enriched genes, many of which have obvious functions in endocytosis and phagocytosis. In addition, a significant number of LPS-inducible genes were identified. The data suggest that macrophages are a complex source of mRNA for transcriptome studies. To assess complexity and identify additional macrophage expressed genes, cDNA libraries were created from purified populations of macrophage and dendritic cells, a functionally related cell type. Sequence analysis revealed a high incidence of novel mRNAs within these cDNA libraries. These studies provide insights into the depths of transcriptional complexity still untapped amongst products of inducible genes, and identify macrophage and dendritic cell populations as a starting point for sampling the inducible mammalian transcriptome.

Increased mononuclear cell activation and apoptosis early after human liver transplantation is associated with a reduced frequency of acute rejection

Experimental models of orthotopic liver transplantation (OLT) have shown that the very early events post-OLT are critical in distinguishing immunogenic and tolerogenic reactions. In rodents, increased leukocyte apoptosis and cytokine expression have been demonstrated in tolerogenic strain combinations. Information from human OLT recipients is less abundant. The aim of this study was to determine the amount of early leukocyte activation and apoptosis following human OLT, and to correlate this with subsequent rejection status. Peripheral blood mononuclear cells (PBMC) were isolated from 76 patients undergoing OLT - on the day prior, 5 hrs after reperfusion (day 0), and 18-24 hrs post-OLT (day 1). The mean level of apoptotic PBMCs on post OLT day 1 was higher than healthy recipients (0.9% +/- 0.2 vs. 0.2% +/- 0.1, p = 0.013). Apoptosis was greater in nonrejecting (NR) (1.1% +/- 0.3) compared with acutely-rejecting (R) (0.3% +/- 0.1, p = 0.021) patients. On day 1, PBMC from NR patients had increased expression of IFN-gamma (p = 0.006), IL-10 (p = 0.016), and CD40 ligand (p = 0.02) compared with R. Donor cell chimerism on day 1 did not differ between the groups indicating that this was unlikely to account for increased PBMC apoptosis in the NR group. Interestingly, the level of chimerism on day 0 was significantly higher in NR (3.8% +/- 0.6) compared with R (1.2% +/- 0.4, p = 0.004) patients and there was a close correlation between chimerism on day 0 and cytokine expression on day 1. These results imply that similar mechanisms are occurring in the human liver to promote graft acceptance as in the experimental models of liver transplantation and suggest that strategies that promote liver transplant acceptance in rodents might be applicable to humans.

Formation of mononuclear and chloro-bridged binuclear copper(II) complexes of patellamide D, a naturally occurring cyclic peptide: influence of anion and solvent

Patellamide D (patH(4)) is a cyclic octapeptide isolated from the ascidian Lissoclinum patella. The peptide possesses a 24-azacrown-8 macrocyclic structure containing two oxazoline and two thiazole rings, each separated by an amino acid. The present spectrophotometric, electron paramagnetic resonance (EPR) and mass spectral studies show that patellamide D reacts with CuCl, and triethylamine in acetonitrile to form mononuclear and binuclear copper(II) complexes containing chloride. Molecular modelling and EPR studies suggest that the chloride anion bridges the copper(II) ions in the binuclear complex [Cu-2(patH(2))(mu-Cl)](+). These results contrast with a previous study employing both base and methanol, the latter substituting for chloride in the copper(II) complexes en route to the stable mu-carbonato binuclear copper(II) complex [Cu-2 (patH(2))(mu-CO3)]. Solvent clearly plays an important role in both stabilising these metal ion complexes and influencing their chemical reactivities. (C) 2004 Elsevier Inc. All rights reserved.

The mononuclear phagocyte system

The mononuclear phagocyte system (MPS) has been defined as a family of cells comprising bone marrow progenitors, blood monocytes and tissue macrophages. Macrophages are a major cell population in most of the tissues in the body, and their numbers increase further in inflammation, wounding and malignancy. Their trophic roles for other cell types in development and homeostasis are becoming increasingly evident. The receptor for macrophage colony-stimulating factor (CSF-1R) is expressed in a large proportion of cells considered to be mononuclear phagocytes, including antigen-presenting dendritic cells, which can be considered a specialized adaptive state rather than a separate lineage. The unity of the MPS is challenged by evidence that there is a separate embryonic phagocyte lineage, by the transdifferentiation and fusion of MPS cells with other cell types, and by evidence of local renewal of tissue macrophage populations as opposed to monocyte recruitment. The concept of the MPS may have partly outlived its usefulness.

In vivo vitamin C supplementation increases phosphoinositol transfer protein expression in peripheral blood mononuclear cells from healthy individuals

Ascorbate can act as both a reducing and oxidising agent in vitro depending on its environment. It can modulate the intracellular redox environment of cells and therefore is predicted to modulate thiol-dependent cell signalling and gene expression pathways. Using proteomic analysis of vitamin C-treated T cells in vitro, we have previously reported changes in expression of five functional protein groups associated with signalling, carbohydrate metabolism, apoptosis, transcription and immune function. The increased expression of the signalling molecule phosphatidylinositol transfer protein (PITP) was also confirmed using Western blotting. Herein, we have compared protein changes elicited by ascorbate in vitro, with the effect of ascorbate on plasma potassium levels, on peripheral blood mononuclear cell (PBMC) apoptosis and PITP expression, in patients supplemented with vitamin C (0-2 g/d) for up to 10 weeks to investigate whether in vitro model systems are predictive of in vivo effects. PITP varied in expression widely between subjects at all time-points analysed but was increased by supplementation with 2 g ascorbate/d after 5 and 10 weeks. No effects on plasma potassium levels were observed in supplemented subjects despite a reduction of K+ channel proteins in ascorbate-treated T cells in vitro. Similarly, no effect of vitamin C supplementation on PBMC apoptosis was observed, whilst ascorbate decreased expression of caspase 3 recruitment domain protein in vitro. These data provide one of the first demonstrations that proteomics may be valuable in developing predictive markers of nutrient effects in vivo and may identify novel pathways for studying mechanisms of action in vivo.