Activités inflammatoires des angiopoïétines sur les neutrophiles

L’angiogenèse, caractérisée par la formation de nouveaux vaisseaux sanguins à partir de vaisseaux préexistants, est un processus accompagné par l’inflammation, impliquant la synthèse et la relâche de différents facteurs de croissance par les cellules inflammatoires. Parmi ces facteurs, seuls le vascular endothelial growth factor (VEGF) et les angiopoïétines (Ang1 et Ang2) peuvent participer à la régulation de l’inflammation et de l’angiogenèse. La famille des angiopoïétines comporte quatre membres, desquels l’Ang1 et l’Ang2 ont été les plus étudiés. Ces deux médiateurs inflammatoires sont capables d’activer le récepteur Tie2, dont l’expression a initialement été rapportée sur les cellules endothéliales (CE). Notre laboratoire a été le premier à démontrer l’expression de Tie2 à la surface des neutrophiles, ainsi que sa capacité, suite à son activation par l’Ang1 ou l’Ang2, à induire la synthèse du facteur d’activation plaquettaire (PAF), l’activation de la β2-intégrine, la migration des neutrophiles ainsi que leur adhésion aux CE. D’autres études ont montré que les CE emmagasinent et relâchent le VEGF et l’Ang2, tandis que les péricytes et les cellules musculaires lisses contiennent l’Ang1. Puisque les neutrophiles relâchent le VEGF et que les deux angiopoïétines ont la capacité d’activer Tie2 sur ces derniers, nous avons voulu déterminer si les neutrophiles contiennent l’Ang1 et/ou l’Ang2 et si elles peuvent être relâchées suite à une stimulation avec des agonistes proinflammatoires. Nous avons découvert que l’Ang1, mais pas l’Ang2 est présente dans les neutrophiles, et qu’elle est relâchée suite à une stimulation au phorbol myristate acetate (PMA). De plus, nous avons démontré que l’Ang1 est localisée au niveau du cytosol et que sa relâche est calcium-indépendante, contrairement au VEGF, qui est localisé dans les granules β et sa relâche est calcium-dépendante. Cette étude démontre pour la première fois l’expression et la localisation de l’Ang1 dans les neutrophiles. Une récente étude effectuée dans notre laboratoire a démontré que les angiopoïétines induisent la migration des neutrophiles en activant le récepteur Tie2 et la voie de la PI3K. De plus, les angiopoïétines ont potentialisé la migration induite par l’IL-8. Ainsi, nous avons émis l’hypothèse que l’Ang1 et/ou l’Ang2 seraient capables d’induire la relâche et/ou la synthèse de l’IL-8 par les neutrophiles. Nous avons démontré pour la première fois, la capacité de l’Ang1 à induire l’expression de l’ARNm, ainsi que la synthèse et la relâche d’IL-8 par les neutrophiles. Cependant, un traitement avec l’Ang2 seule ou en combinaison avec l’Ang1 n’a eu aucun effet sur les activités mentionnées ci-dessus. Nous avons aussi observé que la synthèse et la relâche d’IL-8 induite par l’Ang1 requièrent la transcription de l’ADN en ARNm, suivie par la stabilisation de ce dernier, qui ultimement induit la traduction de l’ARNm de l’IL-8 en sa protéine. Finalement, nous avons démontré que la stimulation des neutrophiles avec l’Ang1 induit ces activités en activant la voie de la p42/44 MAPK, tout en étant indépendantes de la p38 MAPK et la PI3K/Akt. Ces résultats sont en lien direct avec une récente étude dans laquelle nous avons observé que l’Ang1, mais pas l’Ang2 est capable d’augmenter la survie des neutrophiles via la relâche d’IL-8.

Le rôle et la régulation du pyroglutamylated RF-amide peptide dans le tissu adipeux lors de l’obésité

L’obésité est définie comme un surplus de masse adipeuse. Cette condition représente un problème de santé publique devenu pandémique dans les pays industrialisés. Elle prédispose à des maladies potentiellement mortelles comme le diabète de type 2, les maladies cardiovasculaires et la stéatose hépatique non-alcoolique. L’accumulation du tissu adipeux intra-abdominal, formé d’adipocytes, est corrélée avec la résistance à l’insuline. L’augmentation de la masse adipeuse se fait par l’hyperplasie des préadipocytes, la différenciation des préadipocytes en adipocytes et l’hypertrophie des adipocytes. La différenciation des préadipocytes se fait selon l’adipogenèse qui est régulée par une multitude de facteurs, mais qui est inhibée pas les stimuli inflammatoires qui sont aussi responsables de la résistance à l’insuline et de l’apparition des problèmes de santé liés à l’obésité. Nous avons identifié un nouveau système de régulation autocrine/paracrine de l’adipogenèse dans les cellules du tissu adipeux. Le pyroglutamylated RF-amide peptide (QRFP), qui était connu pour son rôle dans la régulation de l’appétit, est un activateur de l’adipogenèse par l’activation de son récepteur, le G protein-coupled receptor 103 (GPR103). Le QRFP est exprimé dans les macrophages et les adipocytes alors que le GPR103 de sous-type b est exprimé dans les adipocytes seulement. Un traitement des adipocytes avec le QRFP augmente le captage des acides gras, l’accumulation de lipides ainsi que l’expression et l’activité de l’enzyme LPL. Le QRFP augmente aussi l’expression des gènes des transporteurs d’acides gras CD36 et FATP1, de l’enzyme activatrice d’acides gras ACSL1 et des facteurs de transcription PPAR-γ et C/EBP-α, qui sont tous impliqués dans l’adipogenèse. En plus de ses effets sur l’adipogenèse, le QRFP possède aussi un effet inhibiteur sur l’activité lipolytique induite par les catécholamines. Nous avons montré que l’expression du QRFP est diminuée dans le tissu adipeux des souris obèses. Selon nos résultats, cette diminution pourrait être expliquée par une augmentation des endotoxines circulantes chez les obèses, appelée endotoxémie métabolique, qui agirait, entre autres, par l’induction des interférons dans les macrophages. Les voies de signalisation de ces effets ont aussi été identifiées. Nous avons montré un autre exemple de stimulus inflammatoire qui régule les signaux adipogènes à la baisse.

L'expression de la protéine de l'hémochromatose HFE est modulée par les lymphocytes T activés et inhibe la présentation antigénique par MHC I

La présentation antigénique par le complexe majeur d’histocompatibilité (MHC) I est un processus ubiquitaire permettant la présentation de protéines endogènes qui reflètent l'état de la cellule à la surface cellulaire aux lymphocytes T CD8+ dans le contexte de la surveillance et la réponse immunitaires. Ainsi, l'expression des molécules du MHC I classiques est induite en réponse aux stimuli inflammatoires afin de favoriser la reconnaissance immunitaire et l'élimination des pathogènes. HFE est une molécule du MHC Ib non-classique qui sert de régulateur négatif de l'absorption du fer. HFE est associé au développement de l'hémochromatose héréditaire (HH), maladie associée au métabolisme du fer mais souvent accompagnée de défauts immunitaires. Ainsi, nous avons en premier lieu étudié l'impact de HFE sur la présentation antigénique par MHC I, afin d'expliquer en partie les défauts immunitaires liés à l'HH associée à HFEC282Y. Puis, compte tenu de l'impact de l'inflammation sur l'expression des molécules du MHC I classiques, nous avons étudié la régulation de l'expression de HFE en réponse aux stimuli inflammatoires induits par les cellules du sang périphérique mononucléées (PBMC). Nous avons mis au point un système d’expression antigénique dans lequel nous contrôlons l’expression de MHC I, de HFE et d’un antigène pour lequel nous avons généré des lymphocytes T CD8+ spécifiques. Nos résultats démontrent que la forme sauvage de HFE (HFEWT), contrairement à sa forme mutée (HFEC282Y), inhibe la reconnaissance de complexes MHC I/peptide (pMHC). Nous avons également démontré que l'inhibition de la reconnaissance est maintenue, indépendamment des niveaux d'expression de MHC I à la surface, d'une compétition pour la β2-microglobuline, de la capacité de HFE d'interagir avec le récepteur de la transferrine, de l'origine de l'antigène ou de l'affinité de celui-ci. Par ailleurs, nous avons identifié les domaines α1-2 de HFEWT comme étant responsables de l'inhibition de la reconnaissance antigénique. Par contre, la reconnaissance de peptides chargés de manière externe sur les molécules du MHC I présentes à la surface n'a démontré aucune inhibition en présence de HFEWT, suggérant que HFEWT pourrait affecter la reconnaissance en interférant avec le processus d'apprêtement antigénique intracellulaire. À l’inverse, nous avons souhaité déterminer si les lymphocytes T activés pouvaient influencer les niveaux d'expression de HFE. En termes de régulation de l'expression de HFE, nous avons établi que HFE est exprimé dans les tissus sains chez l'humain et induit chez les lignées de cancers du colon, du sein, du poumon, du rein et du mélanome. Par ailleurs, en co-cultivant des lymphocytes T activés avec ces lignées tumorales, nous avons démontré que l'expression de HFE est fortement inhibée dans toutes ces lignées tumorales lorsqu'exposées à des lymphocytes T activés. Finalement, la modulation de l'expression de HFE est indépendante du contact cellulaire et semble médiée en partie par le GM-CSF, l'IFN-γ et le TNF. En somme, ces résultats suggèrent que les lymphocytes T de l'hôte modulent l'expression de HFE dans le microenvironnement inflammatoire, ce qui pourrait promouvoir la reconnaissance des antigènes présentés sur les molécules du MHC I présentées aux lymphocytes T CD8+ antigène-spécifiques. De plus, ces études soulèvent la possibilité d'un nouveau rôle physiologique de HFEWT dans la voie de présentation antigénique par MHC I, qui pourrait moduler l'immunogénicité des antigènes et la réponse immunitaire cellulaire chez l'hôte.

Triacylglycerol-rich lipoprotein-gene interactions in endothelial cells

Lipoproteins such as LDL (low-density lipoprotein) and oxidized LDL have potentially adverse effects on endothelial cells due to their ability to activate pro-inflammatory pathways regulated via the transcription factor NF-kappaB (nuclear factor kappaB). Triacylglycerol-rich lipoproteins (the chylomicrons, very-low-density lipoprotein and their respective remnant particles) have also been implicated in the induction of a pro-inflammatory phenotype and up-regulation of adhesion molecule expression. Although early studies supported the proposal that LPL (lipoprotein lipase)-mediated hydrolysis of TRLs (triglyceride-rich lipoproteins) at the endothelium could activate the NFkappaB pathway, more recent studies provide evidence of pro-and anti-inflammatory responses when cells are exposed to fatty acids of TRL particles. A large number of genes are up- and down-regulated when cells are exposed to TRL, with the net effect reflecting receptor- and nonreceptor-mediated pathways that are activated or inhibited depending on fatty acid type, the lipid and apolipoprotein composition of the TRL and the presence or absence of LPL. Early concepts of TRL particles as essentially pro-inflammatory stimuli to the endothelium provide an overly simplistic view of their impact on the vascular compartment.

TNF-alpha Promotes an Odontoblastic Phenotype in Dental Pulp Cells

Dental pulp cells can differentiate toward an odontoblastic phenotype to produce reparative dentin beneath caries lesions. However, the mechanisms involved in pulp cell differentiation under pro-inflammatory stimuli have not been well-explored. Thus, we hypothesized that the pro-inflammatory cytokine tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) could be a mediator involved in dental pulp cell differentiation toward an odontoblastic phenotype. We observed that TNF-alpha-challenged pulp cells exhibited increased mineralization and early and increased expression of dentin phosphoprotein (DPP), dentin sialoprotein (DSP), dentin matrix protein-1, and osteocalcin during a phase of reduced matrix metalloproteinase (MMP) expression. We investigated whether these events were related and found that p38, a mitogen-activated protein kinase, differentially regulated MMP-1 and DSP/DPP expression and mediated mineralization upon TNF-alpha treatment. These findings indicate that TNF-alpha stimulates differentiation of dental pulp cells toward an odontoblastic phenotype via p38, while negatively regulating MMP-1 expression.

Reduced allergic lung inflammation in rats following formaldehyde exposure: Long-term effects on multiple effector systems

Clinical and experimental evidences show that formaldehyde (FA) exposure has an irritant effect on the upper airways. As being an indoor and outdoor pollutant, FA is known to be a causal factor of occupational asthma. This study aimed to investigate the repercussion of FA exposure on the course of a lung allergic process triggered by an antigen unrelated to FA. For this purpose, male Wistar rats were subjected to FA inhalation for 3 consecutive days (1%, 90-min daily), subsequently sensitized with ovalbumin (OVA)-alum via the intraperitoneal route, and 2 weeks later challenged with aerosolized OVA. The OVA challenge in rats after FA inhalation (FA/OVA group) evoked a low-intensity lung inflammation as indicated by the reduced enumerated number of inflammatory cells in bronchoalveolar lavage as compared to FA-untreated allergic rats (OVA/OVA group). Treatment with FA also reduced the number of bone marrow cells and blood leukocytes in sensitized animals challenged with OVA, which suggests that the effects of FA had not been only localized to the airways. As indicated by passive cutaneous anaphylactic reaction, FA treatment did not impair the anti-OVA IgE synthesis, but reduced the magnitude of OVA challenge-induced mast cell degranulation. Moreover, FA treatment was associated to a diminished lung expression of PECAM-1 (platelet-endothelial cell adhesion molecule 1) in lung endothelial cells after OVA challenge and an exacerbated release of nitrites by BAL-cultured cells. Keeping in mind that rats subjected solely to either FA or OVA challenge were able to significantly increase the cell influx into lung, our study shows that FA inhalation triggers long-lasting effects that affect multiple mediator systems associated to OVA-induced allergic lung such as the reduction of mast cells activation, PECAM-1 expression and exacerbation of NO generation, thereby contributing to the decrease of cell recruitment after the OVA challenge. In conclusion, repeated expositions to air-borne FA may impair the lung cell recruitment after an allergic stimulus, thereby leading to a non-responsive condition against inflammatory stimuli likely those where mast cells are involved. (C) 2008 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

iNOS-Derived Nitric Oxide Stimulates Osteoclast Activity and Alveolar Bone Loss in Ligature-Induced Periodontitis in Rats

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

Reduced allergic lung inflammation in rats following formaldehyde exposure: Long-term effects on multiple effector systems

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

Endogenous corticosteroids and insulin in acute inflammation

Carrageenin-induced inflammatory responses in the hindpaws of rats were quantitated by measuring: (1) alterations in volumes of the paws; and (2) alterations in concentration of dye, previously injected intravenously, which was recovered in perfusates from the paws. The inflammatory response in one paw was attenuated by previously inducing an inflammatory response in the contralateral paw. The effect was abolished by pretreatment with insulin. Indexes of adrenal activity were increased after the induction of the inflammatory response and they were not attenuated by pretreatment with insulin. Adrenal hyperactivity was characterized by increased serum corticosterone concentration, decreased adrenal ascorbic acid content, and reduced number of circulating eosinophils. It is concluded that inflammatory stimuli which lead to alterations in microvessels depend on a facilitatory effect of insulin. This effect is antagonized by glucocorticoids released in enhanced concentrations after the application of noxious stimuli. Therefore, endogenous insulin and glucocorticoids act as modulators of inflammatory responses.

Avaliação da eficácia do firocoxib em comparação à fenilbutazona na sinovite induzida por lipopolissacarídeo em equinos

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FCAV

Proteinograma sérico, com ênfase em proteínas de fase aguda, de bovinos sadios e bovinos portadores de enfermidade aguda de ocorrência natural

Nas últimas décadas, as proteínas de fase aguda (PFAs) tornaram-se biomarcadores de escolha em medicina humana para identificação e monitoração de doenças. Não há razão para imaginar que tais pesquisas clínicas não sejam igualmente úteis na medicina veterinária. Com o objetivo de verificar a importância das PFAs como biomarcadores de doenças inflamatórias em bovinos, determinou-se o proteinograma sérico, por meio da técnica de eletroforese SDS-PAGE, com interesse especial nas PFAs. Foram utilizados 30 animais, distribuídos em dois grupos: 15 bovinos sadios e 15 bovinos doentes (cinco com mastite estafilocócica, cinco com fotossensibilização e cinco com onfaloflebite). Os animais foram submetidos a colheitas diárias de sangue durante sete dias, enquanto internados no Hospital Veterinário da Unesp, Campus de Jaboticabal. Ceruloplasmina e haptoglobina apresentaram elevação significativa em animais acometidos por mastite, fotossensibilização e onfaloflebite (275,17% e 343,71%; 175,17% e 230,19%; 114,47% e 144,47%, respectivamente). A α1-glicoproteína ácida foi um bom biomarcador apenas em animais com mastite e fotossensibilização, elevando, respectivamente, suas concentrações séricas em 198,14% e 145,89%. Fibrinogênio mostrou-se um indicador confiável apenas em bovinos com mastite, com elevação de 146,5% em relação ao grupo sadio. Ficou clara a diferença na responsividade de distintas PFAs frente a diferentes estímulos inflamatórios. Ceruloplasmina e haptoglobina foram biomarcadores mais sensíveis e, portanto, mais confiáveis entre as PFAs estudadas nessa espécie.

HMGB1 Localization during Experimental Periodontitis

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

Can an immune-regulatory vaccine prevent HIV infection?

Developing vaccines to prevent the establishment of HIV infection has been fraught with difficulties. It might therefore be important to consider other new strategies. Since several studies suggest that anti-inflammatory stimuli can protect from HIV infection and because HIV replicates preferably in activated T cells, we suggest here that the reduction of immune activation through a HIV-specific regulatory T-cell vaccine might thwart early viral replication. Thus, because immune activation is a good predictor of disease progression and the immune activation set point has been shown to be an early event during HIV infection, vaccinating to achieve control of early virus-specific immune activation might be advantageous.

Importanza prognostica delle citochine e loro ruolo nell'immunomodulazione: risultati di studi sperimentali in vivo e in vitro

Citokines are proteins produced by several cell types and secreted in response to various stimuli. These molecules are able to modify the behaviour of other cells inducing activities like growth, differentiation and apoptosis. In the last years, veterinary scientists have investigated the role played by these factors; in fact, cytokines can act as intercellular communicative signals in immune response, cell damage repair and hematopoiesis. Up to date, various cytokines have been identified and in depth comprehension of their effects in physiology, pathology and therapy is an interesting field of research. This thesis aims to understand the role played by these mediators during natural or experimentally induced pathologies. In particular, it has been evaluated the genic and protein expressions of a large number of cytokines during several diseases and starting from different matrix. Considering the heterogeneity of materials used in experimentations, multiple methods and protocols of nucleic acids and proteins extractions have been standardized. Results on cytokines expression obtained from various in vitro and in vivo experimental studies have shown how important these mediators are in regulation and modulation of the host immune response also in veterinary medicine. In particular, the analysis of inflammatory and septic markers, like cytokines, has allowed a better understanding in the pathogenesis during horse Recurrent Airway Obstruction, foal sepsis, Bovine Viral Diarrhea Virus infection and dog Parvovirus infection and the effects of these agents on the host immune system. As experimentations with mice have shown, some pathologies of the respiratory and nervous system can be reduced or even erased by blocking cytokines inflammatory production. The in vitro cytokines expression evaluation in cells which are in vivo involved in the response to exogenous (like pathogens) or endogenous (as it happens during autoimmune diseases) inflammatory stimuli could represent a model for studying citokines effects during the host immune response. This has been analyzed using lymphocytes cultured with several St. aureus strains isolated from bovine mastitic milk and different colostrum products. In the first experiment different cytokines were expressed depending on enterotoxins produced, justifying a different behaviour of the microrganism in the mammal gland. In the second one, bone marrow cells derived incubated with murine lymphocytes with colostrum products have shown various cluster of differentiation expression , different proliferation and a modified cytokines profile. A better understanding of cytokine expression mechanisms will increase the know-how on immune response activated by several pathogen agents. In particular, blocking the cytokine production, the inhibition or catalyzation of the receptor binding mechanism and the modulation of signal transduction mechanism will represent a novel therapeutic strategy in veterinary medicine.

Neuroinflammation and the role of glia: relevance for neurodegenerative and neurosupportive roles

Inflammation is thought to contribute to the pathogenesis of neurodegenerative diseases. Among the resident population of cells in the brain, astroglia have been suggested to actively participate in the induction and regulation of neuroinflammation by controlling the secretion of local mediators. However, the initial cellular mechanisms by which astrocytes react to pro-inflammatory molecules are still unclear. Our study identified mitochondria as highly sensitive organelles that rapidly respond to inflammatory stimuli. Time-lapse video microscopy revealed that mitochondrial morphology, dynamics and motility are drastically altered upon inflammation, resulting in perinuclear clustering of mitochondria. These mitochondrial rearrangements are accompanied by an increased formation of reactive oxygen species and a recruitment of autophagic vacuoles. 24 to 48 hours after the acute inflammatory stimulus, however, the mitochondrial network is re-established. Strikingly, the recovery of a tubular mitochondrial network is abolished in astrocytes with a defective autophagic response, indicating that activation of autophagy is required to restore mitochondrial dynamics. By employing co-cultivation assays we observed that primary cortical neurons undergo degeneration in the presence of inflamed astrocytes. However, this effect was not observed when the primary neurons were grown in conditioned medium derived from inflamed astrocytes, suggesting that a direct contact between astrocytes and neurons mediates neuronal dysfunction upon inflammation. Our results suggest that astrocytes react to inflammatory stimuli by transiently rearranging their mitochondria, a process that involves the autophagic machinery.