Differential inhibition of the Fas- and granule-mediated cytolysis pathways by the orthopoxvirus cytokine response modifier A/SPI-2 and SPI-1 protein.

Cytotoxic T lymphocytes are important effectors of antiviral immunity, and they induce target cell death either by secretion of cytoplasmic granules containing perforin and granzymes or by signaling through the Fas cell surface antigen. Although it is not known whether the granule-mediated and Fas-mediated cytolytic mechanisms share common components, proteinase activity has been implicated as an important feature of both pathways. The orthopoxviruses cowpox virus and rabbitpox virus each encode three members of the serpin family of proteinase inhibitors, designated SPI-1, SPI-2, and SPI-3. Of these, SPI-2 (also referred to as cytokine response modifier A in cowpox virus) has been shown to inhibit the proteolytic activity of both members of the interleukin 1 beta converting enzyme family and granzyme B. We report here that cells infected with cowpox or rabbitpox viruses exhibit resistance to cytolysis by either cytolytic mechanism. Whereas mutation of the cytokine response modifier A/SPI-2 gene was necessary to relieve inhibition of Fasmediated cytolysis, in some cell types mutation of SPI-1, in addition to cytokine response modifier A/SPI-2, was necessary to completely abrogate inhibition. In contrast, viral inhibition of granule-mediated killing was unaffected by mutation of cytokine response modifier A/SPI-2 alone, and it was relieved only when both the cytokine response modifier A/SPI-2 and SPI-1 genes were inactivated. These results suggest that an interleukin 1 beta converting enzyme-like enzymatic activity is involved in both killing mechanisms and indicate that two viral proteins, SPI-1 and cytokine response modifier A/SPI-2, are necessary to inhibit both cytolysis pathways.

High affinity type I interleukin 1 receptor antagonists discovered by screening recombinant peptide libraries.

Two families of peptides that specifically bind the extracellular domain of the human type I interleukin I (IL-1) receptor were identified from recombinant peptide display libraries. Peptides from one of these families blocked binding of IL-lalpha to the type I IL-1 receptor with IC50 values of 45-140 microM. Affinity-selective screening of variants of these peptides produced ligands of much higher affinity (IC50 approximately 2 nM). These peptides block IL-1-driven responses in human and monkey cells; they do not bind the human type II IL-1 receptor or the murine type I IL-1 receptor. This is the first example (that we know of) of a high affinity peptide that binds to a cytokine receptor and acts as a cytokine antagonist.

Interleukin 3 or interleukin 1 abrogates the reconstituting ability of hematopoietic stem cells.

Because of their known myelopoietic activities, both interleukin (IL)-3 and IL-1 are often used in combination with other cytokines for in vitro (ex vivo) expansion of stem cells. We have investigated the effects of IL-3 and IL-1 on in vitro expansion of murine hematopoietic stem cells with long-term engraftment capabilities, using a highly purified progenitor population. Lineage-negative, Ly-6A/E+, c-kit+ bone marrow cells from male mice were cultured in suspension in the presence of stem cell factor, IL-6, IL-11, and erythropoietin with or without IL-3 or IL-1. Kinetic studies revealed an exponential increase in total nucleated cells and about 10-fold enhancement of nucleated cells by IL-3 during the initial 10 days. Addition of IL-3 hastened the development but significantly suppressed the peak production of colony-forming cells. Addition of IL-1 also significantly suppressed the numbers of colony-forming cells. The reconstituting ability of the cultured cells was tested by transplanting the expanded male cells into lethally irradiated female mice. The cells expanded from enriched cells in the absence of IL-3 and IL-1 revealed engraftment at 2, 4, 5, and 6 months, whereas addition of IL-3 or IL-1 to the cultures significantly reduced the reconstituting ability. The results suggest that these cytokines may have a modulatory role on the self-renewal of stem cells and further indicate that the use of IL-3 and IL-1 for in vitro expansion of human stem cells needs to be cautiously evaluated.

Inflammatory skin disease in transgenic mice that express high levels of interleukin 1 alpha in basal epidermis.

Resting epidermal keratinocytes contain large amounts of interleukin 1 (IL-1), but the function of this cytokine in the skin remains unclear. To further define the role of IL-1 in cutaneous biology, we have generated two lines of transgenic mice (TgIL-1.1 and TgIL-1.2) which overexpress IL-1 alpha in basal keratinocytes. There was high-level tissue-specific expression of transgene mRNA and protein and large quantities of IL-1 alpha were liberated into the circulation from epidermis in both lines. TgIL-1.1 mice, which had the highest level of transgene expression, developed a spontaneous skin disease characterized by hair loss, scaling, and focal inflammatory skin lesions. Histologically, nonlesional skin of these animals was characterized by hyperkeratosis and a dermal mononuclear cell infiltrate of macrophage/monocyte lineage. Inflammatory lesions were marked by a mixed cellular infiltrate, acanthosis, and, in some cases, parakeratosis. These findings confirm the concept of IL-1 as a primary cytokine, release of which is able to initiate and localize an inflammatory reaction. Furthermore, these mice provide the first definitive evidence that inflammatory mediators can be released from the epidermis to enter the systemic circulation and thereby influence, in a paracrine or endocrine fashion, a wide variety of other cell types.

Critical role of the interleukin 2 (IL-2) receptor gamma-chain-associated Jak3 in the IL-2-induced c-fos and c-myc, but not bcl-2, gene induction.

The interleukin 2 receptor (IL-2R) consists of three subunits, the IL-2R alpha, IL-2R beta c, and IL-2R gamma c chains. Two Janus family protein tyrosine kinases (PTKs), Jak1 and Jak3, were shown to associate with IL-2R beta c and IL-2R gamma c, respectively, and their PTK activities are increased after IL-2 stimulation. A Jak3 mutant with truncation of the C-terminal PTK domain lacks its intrinsic kinase activity but can still associate with IL-2R gamma c. In a hematopoietic cell line, F7, that responds to either IL-2 or IL-3, overexpression of this Jak3 mutant results in selective inhibition of the IL-2-induced activation of Jak1/Jak3 PTKs and of cell proliferation. Of the three target nuclear protooncogenes of the IL-2 signaling, c-fos and c-myc genes, but not the bcl-2 gene, were found to be impaired. On the other hand, overexpression of the dominant negative form of the IL-2R gamma c chain, which lacks most of its cytoplasmic domain, in F7 cells resulted in the inhibition of all three protooncogenes. These results provide a further molecular basis for the critical role of Jak3 in IL-2 signaling and also suggest a Jak PTK-independent signaling pathway(s) for the bcl-2 gene induction by IL-2R.

Sequential cytokine dynamics in chronic rejection of rat renal allografts: roles for cytokines RANTES and MCP-1.

Chronic rejection, the most important cause of long-term graft failure, is thought to result from both alloantigen-dependent and -independent factors. To examine these influences, cytokine dynamics were assessed by semiquantitative competitive reverse transcriptase-PCR and by immunohistology in an established rat model of chronic rejection lf renal allografts. Isograft controls develop morphologic and immunohistologic changes that are similar to renal allograft changes, although quantitatively less intense and at a delayed speed; these are thought to occur secondary to antigen-independent events. Sequential cytokine expression was determined throughout the process. During an early reversible allograft rejection episode, both T-cell associated [interleukin (IL) 2, IL-2 receptor, IL-4, and interferon gamma] and macrophage (IL-1 alpha, tumor necrosis factor alpha, and IL-6) products were up-regulated despite transient immunosuppression. RANTES (regulated upon activation, normal T-cell expressed and secreted) peaked at 2 weeks; intercellular adhesion molecule (ICAM-1) was maximally expressed at 6 weeks. Macrophage products such as monocyte chemoattractant protein (MCP-1) increased dramatically (to 10 times), presaging intense peak macrophage infiltration at 16 weeks. In contrast, in isografts, ICAM-1 peaked at 24 weeks. MCP-1 was maximally expressed at 52 weeks, commensurate with a progressive increase in infiltrating macrophages. Cytokine expression in the spleen of allograft and isograft recipients was insignificant. We conclude that chronic rejection of kidney allografts in rats is predominantly a local macrophage-dependent event with intense up-regulation of macrophage products such as MCP-1, IL-6, and inducible nitric oxide synthase. The cytokine expression in isografts emphasizes the contribution of antigen-independent events. The dynamics of RANTES expression between early and late phases of chronic rejection suggest a key role in mediating the events of the chronic process.

Signaling through the interleukin 2 receptor beta chain activates a STAT-5-like DNA-binding activity.

To explore the possible involvement of STAT factors ("signal transducers and activators of transcription") in the interleukin 2 receptor (IL-2R) signaling cascade, murine HT-2 cells expressing chimeric receptors composed of the extracellular domain of the erythropoietin receptor fused to the cytoplasmic domains of the IL-2R beta or -gamma c chains were prepared. Erythropoietin or IL-2 activation of these cells resulted in rapid nuclear expression of a DNA-binding activity that reacted with select STAT response elements. Based on reactivity with specific anti-STAT antibodies, this DNA-binding activity was identified as a murine homologue of STAT-5. Induction of nuclear expression of this STAT-5-like factor was blocked by the addition of herbimycin A, a tyrosine kinase inhibitor, but not by rapamycin, an immunophilin-binding antagonist of IL-2-induced proliferation. The IL-2R beta chain appeared critical for IL-2-induced activation of STAT-5, since a mutant beta chain lacking all cytoplasmic tyrosine residues was incapable of inducing this DNA binding. In contrast, a gamma c mutant lacking all of its cytoplasmic tyrosine residues proved fully competent for the induction of STAT-5. Physical binding of STAT-5 to functionally important tyrosine residues within IL-2R beta was supported by the finding that phosphorylated, but not nonphosphorylated, peptides corresponding to sequences spanning Y392 and Y510 of the IL-2R beta tail specifically inhibited STAT-5 DNA binding.

Competence for collagenase gene expression by tissue fibroblasts requires activation of an interleukin 1 alpha autocrine loop.

The enzyme collagenase (EC 3.4.24.7), a key mediator in biological remodeling, can be induced in early-passage fibroblasts by a wide variety of agents and conditions. In contrast, at least some primary tissue fibroblasts are incompetent to synthesize collagenase in response to many of these stimulators. In this study, we investigate mechanisms controlling response to two of the conditions in question: (i) trypsin or cytochalasin B, which disrupt actin stress fibers, or (ii) phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA), which activates growth factor signaling pathways. We demonstrate that collagenase expression stimulated by trypsin or cytochalasin B is regulated entirely through an autocrine cytokine, interleukin 1 alpha (IL-1 alpha). The IL-1 alpha intermediate also constitutes the major mechanism by which PMA stimulates collagenase expression, although a second signaling pathway(s) contributes to a minor extent. Elevation of the IL-1 alpha level in response to stimulators is found to be sustained by means of an autocrine feedback loop in early-passage fibroblast cultures. In contrast, fibroblasts freshly isolated from the tissue are incompetent to activate and sustain the IL-1 alpha feedback loop, even though they synthesize collagenase in response to exogenous IL-1. We conclude that this is the reason why tissue fibroblasts are limited, in comparison with subcultured fibroblasts, in their capacity to synthesize collagenase. Activation of the IL-1 alpha feedback loop, therefore, seems likely to be an important mechanism by which resident tissue cells adopt the remodeling phenotype.

Activation of Stat5 by interleukin 2 requires a carboxyl-terminal region of the interleukin 2 receptor beta chain but is not essential for the proliferative signal transmission.

The high-affinity interleukin 2 (IL-2) receptor (IL-2R) consists of three subunits: the IL-2R alpha, IL-2R beta c, and IL-2R gamma c chains. Two members of the Janus kinase family, Jak1 and Jak3, are associated with IL-2R beta c and IL-2R gamma c, respectively, and they are activated upon IL-2 stimulation. The cytokine-mediated Jak kinase activation usually results in the activation of a family of latent transcription factors termed Stat (signal transducer and activator of transcription) proteins. Recently, the IL-2-induced Stat protein was purified from human lymphocytes and found to be the homologue of sheep Stat5/mammary gland factor. We demonstrate that the human Stat5 is activated by IL-2 and that Jak3 is required for the efficient activation. The cytoplasmic region of the IL-2R beta c chain required for activation of Stat5 is mapped within the carboxyl-terminal 147 amino acids. On the other hand, this region is not essential for IL-2-induced cell proliferation.

Growth factors can enhance lymphocyte survival without committing the cell to undergo cell division.

Growth factors have been defined by their ability to promote the proliferative expansion of receptor-bearing cells. For example, antigen-activated T cells expressing the alpha beta gamma form of the interleukin 2 (IL-2) receptor will proliferate in response to IL-2. In contrast, resting T cells, which express the IL-2 receptor beta and gamma chains, do not proliferate in response to IL-2. We demonstrate that the survival of resting T cells following gamma irradiation is greatly enhanced by pretreatment with IL-2. The radioprotective effect of IL-2 is dose dependent, does not result from the induction of cell proliferation, and does not require expression of the IL-2 receptor alpha chain. Thus, the beta gamma IL-2 receptor expressed on resting T cells can transduce signals that promote cell survival without committing the T cell to undergo cell division. IL-4 and IL-7, but not IL-1, IL-3, or IL-6, were also found to enhance the survival of quiescent T cells following gamma irradiation. Thus, certain growth factor-receptor interactions can serve to maintain cell viability in a manner that is independent of their ability to initiate or maintain cell proliferation. These data may have important implications for the use of growth factors in patients being treated with radiation and/or chemotherapy.

Hypoxia-inducible factor 1 is a basic-helix-loop-helix-PAS heterodimer regulated by cellular O2 tension.

Hypoxia-inducible factor 1 (HIF-1) is found in mammalian cells cultured under reduced O2 tension and is necessary for transcriptional activation mediated by the erythropoietin gene enhancer in hypoxic cells. We show that both HIF-1 subunits are basic-helix-loop-helix proteins containing a PAS domain, defined by its presence in the Drosophila Per and Sim proteins and in the mammalian ARNT and AHR proteins. HIF-1 alpha is most closely related to Sim. HIF-1 beta is a series of ARNT gene products, which can thus heterodimerize with either HIF-1 alpha or AHR. HIF-1 alpha and HIF-1 beta (ARNT) RNA and protein levels were induced in cells exposed to 1% O2 and decayed rapidly upon return of the cells to 20% O2, consistent with the role of HIF-1 as a mediator of transcriptional responses to hypoxia.

La riproduzione nei rettili: nuove prospettive e sviluppi futuri

L’allevamento in cattività dei rettili è in costante crescita negli ultimi anni e richiede conoscenze mediche sempre più specialistiche per far fronte ai numerosi problemi legati a questi animali. Il corretto approccio medico prevede una profonda conoscenza delle specie prese in esame dal momento che la maggior parte delle problematiche riproduttive di questi animali sono legate ad una non corretta gestione dei riproduttori. L’apparato riproduttore dei rettili è estremamente vario a seconda delle specie prese in considerazione. Sauri ed ofidi possiedono due organi copulatori denominati emipeni e posizionati alla base della coda caudalmente alla cloaca che vengono estroflessi alternativamente durante l’accoppiamento per veicolare lo spera all’interno della cloaca della femmina. In questi animali il segmento posteriore renale è chiamato segmento sessuale, perché contribuisce alla formazione del fluido seminale. Tale porzione, durante la stagione dell’accoppiamento, diventa più voluminosa e cambia drasticamente colore, tanto che può essere confusa con una manifestazione patologica. I cheloni al contrario possiedono un unico pene che non viene coinvolto nella minzione. In questi animali. I testicoli sono due e sono situati all’interno della cavità celomatica in posizione cranioventrale rispetto ai reni. I testicoli possono variare notevolmente sia come forma che come dimensione a seconda del periodo dell’anno. Il ciclo estrale dei rettili è regolato, come pure nei mammiferi, dagli ormoni steroidei. La variazione di questi ormoni a livello ematico è stata studiato da diversi autori con il risultato di aver dimostrato come la variazione dei dosaggi degli stessi determini l’alternanza delle varie fasi del ciclo riproduttivo. La relazione tra presenza di uova (anche placentari) ed alti livelli di progesterone suggerisce che questo ormone gioca un ruolo importante nelle riproduzione delle specie ovipare per esempio stimolando la vascolarizzazione degli ovidutti durante i tre mesi in cui si ha lo sviluppo delle uova. Il 17-beta estradiolo è stato descritto come un ormone vitellogenico grazie alla sua capacità di promuovere lo sviluppo dei follicoli e la formazione di strati protettivi dell’uovo. L’aumento del livello di estradiolo osservato esclusivamente nelle femmine in fase vitellogenica è direttamente responsabile della mobilizzazione delle riserve materne in questa fase del ciclo. Va sottolineato come il progesterone sia in effetti un antagonista dell’estradiolo, riducendo la vitellogenesi e intensificando gli scambi materno fetali a livello di ovidutto. Le prostaglandine (PG) costituiscono un gruppo di molecole di origine lipidica biologicamente attive, sintetizzate sotto varie forme chimiche. Sono noti numerosi gruppi di prostaglandine ed è risputo che pesci, anfibi, rettili e mammiferi sintetizzano una o più prostaglandine partendo da acidi grassi precursori. Queste sostanze anche nei rettili agiscono sulla mucosa dell’utero aumentandone le contrazioni e sui corpi lutei determinandone la lisi. La maturità sessuale dei rettili, dipende principalmente dalla taglia piuttosto che dall’età effettiva dell’animale. In cattività, l’alimentazione e le cure dell’allevatore, possono giocare un ruolo fondamentale nel raggiungimento della taglia necessaria all’animale per maturare sessualmente. Spesso, un animale d’allevamento raggiunge prima la maturità sessuale rispetto ai suoi simili in natura. La maggior parte dei rettili sono ovipari, ovvero depongono uova con guscio sulla sabbia o in nidi creati appositamente. La condizione di ovoviviparità è riscontrabile in alcuni rettili. Le uova, in questo caso, vengono ritenute all’interno del corpo, fino alla nascita della progenie. Questa può essere considerata una strategia evolutiva di alcuni animali, che in condizioni climatiche favorevoli effettuano l’ovo deposizione, ma se il clima non lo permette, ritengono le uova fino alla nascita della prole. Alcuni serpenti e lucertole sono vivipari, ciò significa che l’embrione si sviluppa all’interno del corpo dell’animale e che è presente una placenta. I piccoli fuoriescono dal corpo dell’animale vivi e reattivi. La partenogenesi è una modalità di riproduzione asessuata, in cui si ha lo sviluppo dell’uovo senza che sia avvenuta la fecondazione. Trenta specie di lucertole e alcuni serpenti possono riprodursi con questo metodo. Cnemidophorus uniparens, C. velox e C. teselatus alternano la partenogenesi a una riproduzione sessuata, a seconda della disponibilità del maschio. La maggior parte dei rettili non mostra alcuna cura materna per le uova o per i piccoli che vengono abbandonati al momento della nascita. Esistono tuttavia eccezioni a questa regola generale infatti alcune specie di pitoni covano le uova fino al momento della schiusa proteggendole dai predatori e garantendo la giusta temperatura e umidità. Comportamenti di guardia al nido sono poi stati documentati in numerosi rettili, sia cheloni che sauri che ofidi. Nella maggior parte delle tartarughe, la riproduzione è legata alla stagione. Condizioni favorevoli, possono essere la stagione primaverile nelle zone temperate o la stagione umida nelle aree tropicali. In cattività, per riprodurre queste condizioni, è necessario fornire, dopo un periodo di ibernazione, un aumento del fotoperiodo e della temperatura. L’ atteggiamento del maschio durante il corteggiamento è di notevole aggressività, sia nei confronti degli altri maschi, con i quali combatte copiosamente, colpendoli con la corazza e cercando di rovesciare sul dorso l’avversario, sia nei confronti della femmina. Infatti prima della copulazione, il maschio insegue la femmina, la sperona, la morde alla testa e alle zampe e infine la immobilizza contro un ostacolo. Il comportamento durante la gravidanza è facilmente riconoscibile. La femmina tende ad essere molto agitata, è aggressiva nei confronti delle altre femmine e inizia a scavare buche due settimane prima della deposizione. La femmina gravida costruisce il nido in diverse ore. Scava, con gli arti anteriori, buche nel terreno e vi depone le uova, ricoprendole di terriccio e foglie con gli arti posteriori. A volte, le tartarughe possono trattenere le uova, arrestando lo sviluppo embrionale della prole per anni quando non trovano le condizioni adatte a nidificare. Lo sperma, inoltre, può essere immagazzinato nell’ovidotto fino a sei anni, quindi la deposizione di uova fertilizzate può verificarsi senza che sia avvenuto l’accoppiamento durante quel ciclo riproduttivo. I comportamenti riproduttivi di tutte le specie di lucertole dipendono principalmente dalla variazione stagionale, correlata al cambiamento di temperatura e del fotoperiodo. Per questo, se si vuole far riprodurre questi animali in cattività, è necessario valutare per ogni specie una temperatura e un’illuminazione adeguata. Durante il periodo riproduttivo, un atteggiamento caratteristico di diverse specie di lucertole è quello di riprodurre particolari danze e movimenti ritmici della testa. In alcune specie, possiamo notare il gesto di estendere e retrarre il gozzo per mettere in evidenza la sua brillante colorazione e richiamare l’attenzione della femmina. L’aggressività dei maschi, durante la stagione dell’accoppiamento, è molto evidente, in alcuni casi però, anche le femmine tendono ad essere aggressive nei confronti delle altre femmine, specialmente durante l’ovo deposizione. La fertilizzazione è interna e durante la copulazione, gli spermatozoi sono depositati nella porzione anteriore della cloaca femminile, si spostano successivamente verso l’alto, dirigendosi nell’ovidotto, in circa 24-48 ore; qui, fertilizzano le uova che sono rilasciate nell’ovidotto dall’ovario. Negli ofidi il corteggiamento è molto importante e i comportamenti durante questa fase possono essere diversi da specie a specie. I feromoni specie specifici giocano un ruolo fondamentale nell’attrazione del partner, in particolar modo in colubridi e crotalidi. La femmina di queste specie emette una traccia odorifera, percepita e seguita dal maschio. Prima dell’accoppiamento, inoltre, il maschio si avvicina alla femmina e con la sua lingua bifida o con il mento, ne percorre tutto il corpo per captare i feromoni. Dopo tale comportamento, avviene la copulazione vera e propria con la apposizione delle cloache; gli emipeni vengono utilizzati alternativamente e volontariamente dal maschio. Durante l’ovulazione, il serpente aumenterà di volume nella sua metà posteriore e contrazioni muscolari favoriranno lo spostamento delle uova negli ovidotti. In generale, se l’animale è oviparo, avverrà una muta precedente alla ovo deposizione, che avviene prevalentemente di notte. Gli spermatozoi dei rettili sono morfologicamente simili a quelli di forme superiori di invertebrati. La fecondazione delle uova, da parte di spermatozoi immagazzinati nel tratto riproduttivo femminile, è solitamente possibile anche dopo mesi o perfino anni dall’accoppiamento. La ritenzione dei gameti maschili vitali è detta amphigonia retardata e si ritiene che questa caratteristica offra molti benefici per la sopravvivenza delle specie essendo un adattamento molto utile alle condizioni ambientali quando c’è una relativa scarsità di maschi conspecifici disponibili. Nell’allevamento dei rettili in cattività un accurato monitoraggio dei riproduttori presenta una duplice importanza. Permette di sopperire ad eventuali errori di management nel caso di mancata fertilizzazione e inoltre permette di capire quale sia il grado di sviluppo del prodotto del concepimento e quindi di stabilire quale sia il giorno previsto per la deposizione. Le moderne tecniche di monitoraggio e l’esperienza acquisita in questi ultimi anni permettono inoltre di valutare in modo preciso lo sviluppo follicolare e quindi di stabilire quale sia il periodo migliore per l’accoppiamento. Il dimorfismo sessuale nei serpenti è raro e anche quando presente è poco evidente. Solitamente nei maschi, la coda risulta essere più larga rispetto a quella della femmina in quanto nel segmento post-cloacale vi sono alloggiati gli emipeni. Il maschio inoltre, è generalmente più piccolo della femmina a parità di età. Molti cheloni sono sessualmente dimorfici sebbene i caratteri sessuali secondari siano poco apprezzabili nei soggetti giovani e diventino più evidenti dopo la pubertà. In alcune specie si deve aspettare per più di 10 anni prima che il dimorfismo sia evidente. Le tartarughe di sesso maschile tendono ad avere un pene di grosse dimensioni che può essere estroflesso in caso di situazioni particolarmente stressanti. I maschi sessualmente maturi di molte specie di tartarughe inoltre tendono ad avere una coda più lunga e più spessa rispetto alle femmine di pari dimensioni e la distanza tra il margine caudale del piastrone e l’apertura cloacale è maggiore rispetto alle femmine. Sebbene la determinazione del sesso sia spesso difficile nei soggetti giovani molti sauri adulti hanno dimorfismo sessuale evidente. Nonostante tutto comunque anche tra i sauri esistono molte specie come per esempio Tiliqua scincoides, Tiliqua intermedia, Gerrhosaurus major e Pogona vitticeps che anche in età adulta non mostrano alcun carattere sessuale secondario evidente rendendone molto difficile il riconoscimento del sesso. Per garantire un riconoscimento del sesso degli animali sono state messe a punto diverse tecniche di sessaggio che variano a seconda della specie presa in esame. L’eversione manuale degli emipeni è la più comune metodica utilizzata per il sessaggio dei giovani ofidi ed in particolare dei colubridi. I limiti di questa tecnica sono legati al fatto che può essere considerata attendibile al 100% solo nel caso di maschi riconosciuti positivi. L’eversione idrostatica degli emipeni esattamente come l’eversione manuale degli emipeni si basa sull’estroflessione di questi organi dalla base della coda, pertanto può essere utilizzata solo negli ofidi e in alcuni sauri. La procedura prevede l’iniezione di fluido sterile (preferibilmente soluzione salina isotonica) nella coda caudalmente all’eventuale posizione degli emipeni. Questa tecnica deve essere eseguita solo in casi eccezionali in quanto non è scevra da rischi. L’utilizzo di sonde cloacali è il principale metodo di sessaggio per gli ofidi adulti e per i sauri di grosse dimensioni. Per questa metodica si utilizzano sonde metalliche dello spessore adeguato al paziente e con punta smussa. Nei soggetti di genere maschile la sonda penetra agevolmente al contrario di quello che accade nelle femmine. Anche gli esami radiografici possono rendersi utili per il sessaggio di alcune specie di Varani (Varanus achanturus, V. komodoensis, V. olivaceus, V. gouldi, V. salvadorii ecc.) in quanto questi animali possiedono zone di mineralizzazione dei tessuti molli (“hemibacula”) che possono essere facilmente individuate nei maschi. Diversi studi riportano come il rapporto tra estradiolo e androgeni nel plasma o nel liquido amniotico sia un possibile metodo per identificare il genere sessuale delle tartarughe. Per effettuare il dosaggio ormonale, è necessario prelevare un campione di sangue di almeno 1 ml ad animale aspetto che rende praticamente impossibile utilizzare questo metodo di sessaggio nelle tartarughe molto piccole e nei neonati. L’ecografia, volta al ritrovamento degli emipeni, sembra essere un metodo molto preciso, per la determinazione del sesso nei serpenti. Uno studio compiuto presso il dipartimento di Scienze Medico Veterinarie dell’Università di Parma, ha dimostrato come questo metodo abbia una sensibilità, una specificità e un valore predittivo positivo e negativo pari al 100%. La radiografia con mezzo di contrasto e la tomografia computerizzata possono essere utilizzate nel sessaggio dei sauri, con buoni risultati. Uno studio, compiuto dal dipartimento di Scienze Medico Veterinarie, dell’Università di Parma, ha voluto mettere a confronto diverse tecniche di sessaggio nei sauri, tra cui l’ecografia, la radiografia con e senza mezzo di contrasto e la tomografia computerizzata con e senza mezzo di contrasto. I risultati ottenuti, hanno dimostrato come l’ecografia non sia il mezzo più affidabile per il riconoscimento degli emipeni e quindi del sesso dell’animale, mentre la radiografia e la tomografia computerizza con mezzo di contrasto siano tecniche affidabili e accurate in queste specie. Un metodo valido e facilmente realizzabile per il sessaggio dei cheloni anche prepuberi è la cistoscopia. In un recente studio la cistoscopia è stata effettuata su quindici cheloni deceduti e venticinque cheloni vivi, anestetizzati. In generale, questo metodo si è dimostrato non invasivo per le tartarughe, facilmente ripetibile in diversi tipi di tartarughe e di breve durata. Tra le principali patologie riproduttive dei rettili le distocie sono sicuramente quelle che presentano una maggior frequenza. Quando si parla di distocia nei rettili, si intendono tutte quelle situazioni in cui si ha una mancata espulsione e deposizione del prodotto del concepimento entro tempi fisiologici. Questa patologia è complessa e può dipendere da diverse cause. Inoltre può sfociare in malattie sistemiche a volte molto severe. Le distocie possono essere classificate in ostruttive e non ostruttive in base alle cause. Si parla di distocia ostruttiva quando si verificano delle condizioni per cui viene impedito il corretto passaggio delle uova lungo il tratto riproduttivo (Fig.13). Le cause possono dipendere dalla madre o dalle caratteristiche delle uova. Nel caso di distocia non ostruttiva le uova rinvenute sono solitamente di dimensioni normali e la conformazione anatomica della madre è fisiologica. L’eziologia è da ricercare in difetti comportamentali, ambientali e patologici. Non esistono sintomi specifici e patognomonici di distocia. La malattia diviene evidente e conclamata solamente in presenza di complicazioni. Gli approcci terapeutici possibili sono vari a seconda della specie animale e della situazione. Fornire un’area adeguata per la nidiata: se la distocia non è ostruttiva si può cercare di incoraggiare l’animale a deporre autonomamente le uova creando un idoneo luogo di deposizione. Il trattamento medico prevede la stimolazione della deposizione delle uova ritenute mediante l’induzione con ossitocina. L’ossitocina viene somministrata alle dosi di 1/3 UI/kg per via intramuscolare. Uno studio condotto presso l’Università veterinaria di Parma ha comparato le somministrazioni di ossitocina per via intramuscolare e per via intravenosa, confrontando le tempistiche con le quali incominciano le contrazioni e avviene la completa ovodeposizione e dimostrando come per via intravenosa sia possibile somministrare dosi più basse rispetto a quelle riportate solitamente in letteratura ottenendo comunque un ottimo risultato. Nel caso in cui il trattamento farmacologico dovesse fallire o non fosse attuabile, oppure in casi di distocia ostruttiva è possibile ricorrere alla chirurgia. Per stasi follicolare si intende la incapacità di produrre sufficiente quantità di progesterone da corpi lutei perfettamente funzionanti. Come per la distocia, l’eziologia della stasi follicolare è variegata e molto ampia: le cause possono essere sia ambientali che patologiche. La diagnosi clinica viene fatta essenzialmente per esclusione. Come per la distocia, anche in questo caso l’anamnesi e la raccolta del maggior quantitativo di informazioni è fondamentale per indirizzarsi verso il riconoscimento della patologia. Per prolasso si intende la fuoriuscita di un organo attraverso un orifizio del corpo. Nei rettili, diversi organi possono prolassare attraverso la cloaca: la porzione terminale dell’apparato gastroenterico, la vescica urinaria, il pene nel maschio (cheloni) e gli ovidutti nella femmina. In sauri e ofidi gli emipeni possono prolassare dalle rispettive tasche in seguito ad eccesiva attività sessuale97. La corretta identificazione del viscere prolassato è estremamente importante e deve essere effettuata prima di decidere qualsiasi tipologia di trattamento ed intervento. Nei casi acuti e non complicati è possibile la riduzione manuale dell’organo, dopo un accurato lavaggio e attenta pulizia. Se questo non dovesse essere possibile, l’utilizzo di lubrificanti e pomate antibiotiche garantisce all’organo una protezione efficiente. Nel caso in cui non si sia potuto intervenire celermente e l’organo sia andato incontro a infezione e congestione venosa prolungata con conseguente necrosi, l’unica soluzione è l’amputazione

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.

Régulation de l'expression de PPARγ dans l'arthrose

L’arthrose (OA) est une maladie dégénérative très répondue touchant les articulations. Elle est caractérisée par la destruction progressive du cartilage articulaire, l’inflammation de la membrane synoviale et le remodelage de l’os sous chondral. L’étiologie de cette maladie n’est pas encore bien définie. Plusieurs études ont été menées pour élucider les mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans le développement de l’OA. Les effets protecteurs du récepteur activé par les proliférateurs de peroxysomes gamma (PPARγ) dans l'OA sont bien documentés. Il a été démontré que PPARγ possède des propriétés anti-inflammatoires et anti-cataboliques. Aussi, plusieurs stimuli ont été impliqués dans la régulation de l’expression de PPARγ dans différents types cellulaires. Cependant, les mécanismes exacts responsables de cette régulation ainsi que le profil de l’expression de ce récepteur au cours de la progression de l’OA ne sont pas bien connus. Dans la première partie de nos travaux, nous avons essayé d’élucider les mécanismes impliqués dans l’altération de l’expression de PPARγ dans cette maladie. Nos résultats ont confirmé l’implication de l’interleukine-1β (IL-1β), une cytokine pro-inflammatoire, dans la réduction de l’expression de PPARγ au niveau des chondrocytes du cartilage articulaire. Cet effet coïncide avec l'induction de l’expression du facteur de transcription à réponse précoce de type 1 (Egr-1). En plus, la diminution de l'expression de PPARγ a été associée au recrutement d'Egr-1 et la réduction concomitante de la liaison de Sp1 au niveau du promoteur de PPARγ. Dans la deuxième partie de nos travaux, nous avons évalué le profil d’expression de ce récepteur dans le cartilage au cours de la progression de cette maladie. Le cochon d’inde avec OA spontanée et le chien avec OA induite par rupture du ligament croisé antérieur (ACLT) deux modèles animaux d’OA ont été utilisés pour suivre l’expression des trois isoformes de PPARs : PPAR alpha (α), PPAR béta (β) et PPAR gamma (γ) ainsi que la prostaglandine D synthase hématopoïétique (H-PGDS) et la prostaglandine D synthase de type lipocaline (L-PGDS) deux enzymes impliquées dans la production de l’agoniste naturel de PPARγ, la 15-Deoxy-delta(12,14)-prostaglandine J(2) (15d-PGJ2). Nos résultats ont démontré des changements dans l’expression de PPARγ et la L-PGDS. En revanche, l’expression de PPARα, PPARβ et H-PGDS est restée stable au fil du temps. La diminution de l’expression de PPARγ dans le cartilage articulaire semble contribuer au développement de l’OA dans les deux modèles animaux. En effet, le traitement des chondrocytes par de siRNA dirigé contre PPARγ a favorisé la production des médiateurs arthrosiques tels que l'oxyde nitrique (NO) et la métalloprotéase matricielle de type 13 (MMP-13), confirmant ainsi le rôle anti-arthrosique de ce récepteur. Contrairement à ce dernier, le niveau d'expression de la L-PGDS a augmenté au cours de la progression de cette maladie. La surexpression de la L-PGDS au niveau des chondrocytes humains a été associée à la diminution de la production de ces médiateurs arthrosiques, suggérant son implication dans un processus de tentative de réparation. En conclusion, l’ensemble de nos résultats suggèrent que la modulation du niveau d’expression de PPARγ, de la L-PGDS et d’Egr-1 au niveau du cartilage articulaire pourrait constituer une voie thérapeutique potentielle dans le traitement de l’OA et probablement d’autres formes d'arthrite.

Regulation of lipocalin prostaglandin-D synthase expression by interleukin-1β in human chondrocytes

L'arthrose est une maladie multifactorielle complexe. Parmi les facteurs impliqués dans sa pathogénie, les certains prostaglandines exercent un rôle inflammatoire et d’autres un rôle protecteur. La prostaglandine D2 (PGD2) est bien connue comme une PG anti-inflammatoire, qui est régulée par l’enzyme «Lipocalin prostaglandine D-synthase». Avec l’inflammation de l'arthrose, les chondrocytes essaient de protéger le cartilage en activant certaines voies de récupération dont l'induction du gène L-PGDS. Dans cette étude, nous étudions la voie de signalisation impliquée dans la régulation de l'expression du (L-PGDS) sur les chondrocytes traités avec différents médiateurs inflammatoires. Le but de projet: Nous souhaitons étudier la régulation de la L-PGDS dans le but de concevoir des approches thérapeutiques qui peuvent activer la voie intrinsèque anti-inflammatoire. Méthode et conclusions: In vivo, l'arthrose a été suivie en fonction de l’âge chez la souris ou chirurgicalement suivant une intervention au niveau des genoux de souris. Nous avons confirmé les niveaux d’expression de L-PGDS histologiquement et par immunohistochimie. In vitro, dans les chondrocytes humains qui ont été traités avec différents médiateurs de l'inflammation, nous avons observé une augmentation de l’expression de la L-PGDS dose et temps dépendante. Nous avons montré, in vivo et in vitro que l’inflammation induit une sécrétion chondrocytaire de la L-PGDS dans le milieu extracellulaire. Enfin, nous avons observé la production de différentes isoformes de la L-PGDS en réponse à l'inflammation.