Étude de la fonction de GLUT8 sur un modèle de souris "knock-out"

Résumé GLUT8 est la première des nouvelles isoformes des GLUT récemment identifiés. Il est fortement exprimé dans les testicules et plus faiblement dans les blastocystes, le cerveau, particulièrement au niveau de l'hippocampe, et le coeur. En conditions basales, il est retenu dans un compartiment intracellulaire. Si on l'exprime en surface cellulaire, par la mutation du motif d'internalisation dileucine, il transporte le glucose avec une bonne affinité. Dans le but d'étudier sa fonction au niveau de l'organisme, nous avons créé un modèle de knock out conditionnel, en entourant le dernier exon du gène de GLUT8 par deux sites loxP. En croisant nos souris avec une souche de souris transgénique exprimant la cre-recombinase dans les cellules de la lignée germinale, nous avons généré un modèle de souris portant la délétion totale de GLUT8 de manière constitutionnelle. Les statistiques effectuées sur les premières naissances indiquent qu'une partie des souris knock out ne survit pas, suggérant un rôle de GLUT8 au niveau du développement embryonnaire. Les souris qui ont survécu ne présentent toutefois pas d'anomalies durant la croissance et sont fertiles. Elles ont des taux de glucose et d'insuline sanguins normaux. Au niveau cérébral, la structure de l'hippocampe n'est pas modifiée par la suppression de GLUT8, cependant, les souris GLUT8-/- présentent une prolifération cellulaire augmentée dans le gyrus denté. Cette augmentation de division cellulaire pourrait être la réponse adaptée à une éventuelle augmentation de la mort cellulaire au niveau de l'hippocampe. Elles ne semblent toutefois pas présenter de défauts cognitifs majeurs dans le bassin de Morris en conditions normales. Toutefois, en conditions de jeûne, elles tendent à une meilleure mémorisation à court terme. Les études morphologiques et histologiques au niveau cardiaque n'ont pas révélé de d'hypertrophie au niveau ventriculaire. La stimulation de la contraction à l'isoprotérénol n'a pas mis en évidence de défaut d'adaptation des coeurs GLUT8-/-. Cependant l'analyse fonctionnelle par électrocardiogramme, en conditions basales, a montré une augmentation de la durée de l'onde P, suggérant un défaut dans la dépolarisation des oreillettes. Nos résultats indiquent que GLUT8 ne joue pas un rôle prédominant dans la survie et la fonction basale des souris. Il pourrait jouer un rôle plus important dans des situations stressantes pour l'organisme, comme l'hypoglycémie ou les conditions d'ischémie qui induiraient son expression à la membrane plasmique et stimuleraient le captage du glucose. Abstract GLUT8 was the first of the recently identified isoform of the GLUT family proteins. It is strongly expressed in the testis. It is also found at a lower level in the blastocyst, in heart and in the brain. Under basal conditions, it is retained in the intracellular compartment, but when the internalization motif dileucine is mutated, GLUT8 translocates to the plasma membrane and transports glucose with a relatively high affinity. To study its function in vivo, we created a conditional knock out mouse model. To do so, we targeted the last exon of the GLUT8 gene with two loxP sites. We then crossed these mice with a transgenic model expressing the cre-recombinase in the gem' line to generate a constitutional total knock out mouse. The statistics made on the first breedings showed that some of the knock out mice do not survive, suggesting a role of GLUT8 in the embryonic development. Conversely mice who survive do not show developmental defects and they are fertile with normal glucose and insulin blood levels. In the brain, the general structure of the hippocampus is not modified by the deletion of GLUT8. However, GLUT8-/- mice show an increase in the cell proliferation in the dentate gyms. This cell proliferation could be due to an increase in the cell death in the hippocampus. When tested in the morris water maze, these mice do not show any cognitive defects in the basal conditions, but they have a tendency to learn better in fasted conditions. The morphological and histological studies made at the heart level did not show any cardiac hypertrophy in the ventricles. The stimulation with isoproterenol did not show any adaptation defects in the GLUT8-/- hearts. However, the functional analysis made in basal conditions with the electrocardiogram showed an increase in the P wave length, suggesting a defect in the atrial depolarization in the knock out mice. Overall, our results show that GLUT8 does not play an important role in the basal general functions in the mice, but might play a more important role during whole organism stress. Hypoglycaemia or ischemia, for example could stimulate the GLUT8 translocation to the plasma membrane to increase specifically glucose uptake. Résumé tout public Les différentes cellules de l'organisme possèdent des propriétés particulières, qui leur permettent de maintenir les fonctions de l'organe auquel elles appartiennent. La membrane plasmique qui les délimite sélectionne les substances qui vont pénétrer à l'intérieur de la cellule et permet ainsi de maintenir un environnement interne constant. Le glucose est une source d'énergie importante pour la cellule et doit pouvoir pénétrer à l'intérieur de la cellule. Il utilise pour cela des protéines de transport qui le feront passer de part et d'autre de la membrane. Les protéines de la famille des GLUT (pour GLUcose Transporter) possèdent cette capacité. GLUT8 est un membre de la famille des GLUT identifié récemment. Il possède la capacité de transporter le glucose quand il se présente à la surface de la cellule. Il est principalement exprimé dans les testicules, dans le coeur et le cerveau et durant le développement embryonnaire. Son rôle n'est toutefois pas encore défini. Ce travail consiste à étudier la fonction de GLUT8 au niveau de l'organisme entier. Nous avons créé un modèle de souris dans lesquelles l'expression de GLUT8 a été supprimée pour mettre en évidence son importance dans le maintien de l'intégrité des fonctions du corps. Les observations effectuées sur les souris qui n'expriment plus GLUT8 nous indiquent que leurs cellules prolifèrent plus vite au niveau de l'hippocampe. L'hippocampe est une structure située dans le cerveau qui est impliquée dans les phénomènes d'apprentissage. Les souris qui ont été testées dans des tâches d'apprentissage n'ont malgré cela pas montré une amélioration de la mémorisation. Dans le coeur, la suppression de GLUT8 semble présenter un défaut quand on mesure l'activité électrique du coeur par électrocardiogramme. Toutefois, ils fonctionnent normalement et ne présentent pas de défauts morphologiques en conditions normales. Les expériences effectuées sur les modèles de souris indiquent que GLUT8 ne jouerait pas un rôle prédominant dans le fonctionnement normal du corps. Il pourrait exercer sa fonction dans des situations plus particulières comme l'hypoglycémie, où il permettrait une meilleure capacité à transporter le glucose dans les cellules.

Applications of the hexanic fraction of Agave sisalana Perrine ex Engelm (Asparagaceae): control of inflammation and pain screening

The present study evaluated the anti-inflammatory and analgesic properties of Agave sisalana Perrine in classic models of inflammation and pain. The hexanic fraction of A. sisalana (HFAS) was obtained by acid hydrolysis followed by hexanic reflux. Anti-inflammatory properties were examined in three acute mouse models (xylene ear oedema, hind paw oedema and pleurisy) and a chronic mouse model (granuloma cotton pellet). The antinociceptive potential was evaluated in chemical (acetic-acid) and thermal (tail-flick and hot-plate test) models of pain. When given orally, HFAS (5, 10, 25 and 50 mg/kg) reduced ear oedema (p < 0.0001; 52%, 71%, 62% and 42%, respectively). HFAS also reduced hind paw oedema at doses of 10 mg/kg and 25 mg/kg (p < 0.05; 42% and 58%, respectively) and pleurisy at doses of 10 mg/kg and 25 mg/kg (41% and 50%, respectively). In a chronic model, HFAS reduced inflammation by 46% and 58% at doses of 10 mg/kg and 25 mg/kg, respectively. Moreover, this fraction showed analgesic properties against the abdominal writhing in an acetic acid model (at doses of 5-25 mg/kg) with inhibitory rates of 24%, 54% and 48%. The HFAS also showed an increased latency time in the hot-plate (23% and 28%) and tail-flick tests (61% and 66%) for the 25 mg/kg and 50 mg/kg doses, respectively. These results suggest that HFAS has anti-inflammatory and analgesic properties.

Induction of protective T-helper 1 immune responses against Echinococcus granulosus in mice by a multi-T-cell epitope antigen based on five proteins

In this study, we designed an experiment to predict a potential immunodominant T-cell epitope and evaluate the protectivity of this antigen in immunised mice. The T-cell epitopes of the candidate proteins (EgGST, EgA31, Eg95, EgTrp and P14-3-3) were detected using available web-based databases. The synthesised DNA was subcloned into the pET41a+ vector and expressed in Escherichia coli as a fusion to glutathione-S-transferase protein (GST). The resulting chimeric protein was then purified by affinity chromatography. Twenty female C57BL/6 mice were immunised with the antigen emulsified in Freund's adjuvant. Mouse splenocytes were then cultured in Dulbecco's Modified Eagle's Medium in the presence of the antigen. The production of interferon-γ was significantly higher in the immunised mice than in the control mice (> 1,300 pg/mL), but interleukin (IL)-10 and IL-4 production was not statistically different between the two groups. In a challenge study in which mice were infected with 500 live protoscolices, a high protectivity level (99.6%) was demonstrated in immunised BALB/C mice compared to the findings in the control groups [GST and adjuvant (Adj) ]. These results demonstrate the successful application of the predicted T-cell epitope in designing a vaccine against Echinococcus granulosus in a mouse model.

Identification of an immunogenic protein of Giardia lamblia using monoclonal antibodies generated from infected mice

The humoral immune response plays an important role in the clearance of Giardia lamblia. However, our knowledge about the specific antigens of G. lamblia that induce a protective immune response is limited. The purpose of this study was to identify and characterise the immunogenic proteins of G. lamblia in a mouse model. We generated monoclonal antibodies (moAbs) specific to G. lamblia (1B10, 2C9.D11, 3C10.E5, 3D10, 5G8.B5, 5F4, 4C7, 3C5 and 3C6) by fusing splenocytes derived from infected mice. Most of these moAbs recognised a band of ± 71 kDa (5G8 protein) and this protein was also recognised by serum from the infected mice. We found that the moAbs recognised conformational epitopes of the 5G8 protein and that this antigen is expressed on the cell surface and inside trophozoites. Additionally, antibodies specific to the 5G8 protein induced strong agglutination (> 70-90%) of trophozoites. We have thus identified a highly immunogenic antigen of G. lamblia that is recognised by the immune system of infected mice. In summary, this study describes the identification and partial characterisation of an immunogenic protein of G. lamblia. Additionally, we generated a panel of moAbs specific for this protein that will be useful for the biochemical and immunological characterisation of this immunologically interesting Giardia molecule.

Abnormal apical-to-basal transport of dietary ovalbumin by secretory IgA stimulates a mucosal Th1 response.

In celiac disease, enhanced permeability to gliadin peptides can result from their apico-basal transport by secretory immunoglobulin A1 (SIgA1) binding to the CD71 receptor ectopically expressed at the gut epithelial surface. Herein, we have established a mouse model in which there is apico-basal transport of the model antigen ovalbumin (OVA) by specific SIgA1 and have analyzed local T-cell activation. Transgenic DO11.10 mice were grafted with a hybridoma-secreting OVA-specific humanized IgA1, which could bind mouse CD71 and which were released in the intestinal lumen as SIgA. CD71 expression was induced at the gut apical surface by treating the mice with tyrphostin A8. Following gavage of the mice with OVA, OVA-specific CD4(+) T cells isolated from the mesenteric lymph nodes displayed higher expression of the activation marker CD69 and produced more interferon gamma in mice bearing the hybridoma-secreting OVA-specific IgA1, than in ungrafted mice or in mice grafted with an irrelevant hybridoma. These results indicate that the protective role of SIgA1 might be jeopardized in human pathological conditions associated with ectopic expression of CD71 at the gut surface.

Virulence variation among epidemic and non-epidemic strains of Saint Louis encephalitis virus circulating in Argentina

Saint Louis encephalitis virus caused an outbreak of febrile illness and encephalitis cases in Córdoba, Argentina, in 2005. During this outbreak, the strain CbaAr-4005 was isolated from Culex quinquefasciatus mosquitoes. We hypothesised that this epidemic variant would be more virulent in a mouse model than two other non-epidemic strains (78V-6507 and CorAn-9275) isolated under different epidemiological conditions. To test this hypothesis, we performed a biological characterisation in a murine model, including mortality, morbidity and infection percentages and lethal infection indices using the three strains. Mice were separated into age groups (7, 10 and 21-day-old mice) and analysed after infection. The strain CbaAr-4005 was the most infective and lethal of the three variants, whereas the other two strains exhibited a decreasing mortality percentage with increasing animal age. The strain CbaAr-4005 produced the highest morbidity percentages and no significant differences among age groups were observed. The epidemic strain caused signs of illness in all inoculated animals and showed narrower ranges from the onset of symptoms than the other strains. CbaAr-4005 was the most virulent for Swiss albino mice. Our results highlight the importance of performing biological characterisations of arbovirus strains likely to be responsible for emerging or reemerging human diseases.

Correlation of intra- and extraepidermal CD8 T cell numbers with development of psoriatic epidermal pathology

The development of psoriatic plaques is T cell dependent. Recently, Th17 CD4 T cells have been proposed to be the main effector cells. However, development of psoriasis is critically dependent on accumulation of epidermal T cells, among the majority express CD8. Here we show that numbers of epidermal CD8 T cells correlated with development of psoriasis in human biopsies, and that blockade of CD8 T cells by depleting antibodies inhibited development of psoriasis in the AGR xenotransplantation mouse model. In human dermis, both CD4 and CD8 T cell numbers correlated significantly with epidermal pathology, indicating a role for dermal CD4 T cells in orchestrating the development of psoriasiform changes induced by epidermis-infiltrating CD8 T cells.

Swimming prevents vulnerable atherosclerotic plaque development in hypertensive 2-kidney, 1-clip mice by modulating angiotensin II type 1 receptor expression independently from hemodynamic changes.

Exercise is known to reduce cardiovascular risk. However, its role on atherosclerotic plaque stabilization is unknown. Apolipoprotein E(-/-) mice with vulnerable (2-kidney, 1-clip: angiotensin [Ang] II-dependent hypertension model) or stable atherosclerotic plaques (1-kidney, 1-clip: Ang II-independent hypertension model and normotensive shams) were used for experiments. Mice swam regularly for 5 weeks and were compared with sedentary controls. Exercised 2-kidney, 1-clip mice developed significantly more stable plaques (thinner fibrous cap, decreased media degeneration, layering, macrophage content, and increased smooth muscle cells) than sedentary controls. Exercise did not affect blood pressure. Conversely, swimming significantly reduced aortic Ang II type 1 receptor mRNA levels, whereas Ang II type 2 receptor expression remained unaffected. Sympathetic tone also significantly diminished in exercised 2-kidney, 1-clip mice compared with sedentary ones; renin and aldosterone levels tended to increase. Ang II type 1 downregulation was not accompanied by improved endothelial function, and no difference in balance among T-helper 1, T-helper 2, and T regulatory cells was observed between sedentary and exercised mice. These results show for the first time, in a mouse model of Ang II-mediated vulnerable plaques, that swimming prevents atherosclerosis progression and plaque vulnerability. This benefit is likely mediated by downregulating aortic Ang II type 1 receptor expression independent from any hemodynamic change. Ang II type 1 downregulation may protect the vessel wall from the Ang II proatherogenic effects. Moreover, data presented herein further emphasize the pivotal and blood pressure-independent role of Ang II in atherogenesis.

The role of nonhematopoietic MHC class II expression in immune responses and tolerance

Si les rôles fonctionnels de diverses cellules immunitaires infiltrant des tissus enflammés sont assez bien compris, par contre, étonnamment, on connaît bien moins la capacité des cellules non hématopoïétiques résidant dans des tissus, à moduler l'activité biologique des cellules immunitaires immigrantes, et donc le résultat de la réponse immunitaire. La présentation des antigènes, dans le contexte des molécules du CMH de classe II (CMHII) à la surface des cellules présentatrices d'antigènes (CPA) professionnelles à une sous- population de lymphocytes T, est cruciale pour le développement des réponses immunitaires protectives spécifiques de l'antigène. En général, l'expression de CMHII est réservée aux CPAs. Toutefois, au cours des pathologies inflammatoires spécifiques d'organe, telles que l'auto-immunité ou la maladie inflammatoire de l'intestin, l'expression de CMHII est également induite par la cytokine interféron (IFN)-y sur des cellules non hématopoïétiques qui résident dans des tissus enflammés. Les conséquences de ce phénomène sont encore peu comprises. Dans cette étude, nous avons utilisé une souche de souris génétiquement modifiées, qui n'a pas la capacité d'induire l'expression de CMHII sur les cellules non hématopoïétiques, mais a maintenu la régulation normale d'expression de CMHII sur les cellules hématopoïétiques. Nous avons appliqué ces souris à différents modèles d'inflammation intestinale et à un modèle de maladie qui imite la maladie auto-immune de l'inflammation du muscle cardiaque (myocardite) chez l'homme. Nous avons pu montrer que, au cours de l'inflammation intestinale, l'expression du CMHII nonhématopoïétique, ou encore l'expression du CMHII par les cellules épithéliales de l'intestin, confère une protection contre la maladie, en réduisant les cellules immunitaires inflammatoires et en augmentant les cellules Τ régulatrices anti-inflammatoires. Ces résultats pourraient expliquer l'échec des traitements d'anti-IFN-γ dans les maladies intestinales inflammatoires chez l'homme. En revanche, dans la myocardite auto-immune, nos résultats indiquent que la présentation d'antigènes par les cellules non hématopoïétiques du coeur est nécessaire pour l'apparition de la pathologie cardiaque, comme nos souris sont résistantes à la maladie. Toutefois, cela n'est pas dû à un défaut d'activation des lymphocytes T, car les lymphocytes Τ des souris mutantes sont parfaitement capables de promouvoir la maladie après le transfert adoptif dans des animaux de type naturel. Nos résultats suggèrent que, durant les maladies inflammatoires spécifiques d'organe, la présentation d'antigène par des cellules non hématopoïétiques module et contribue au résultat de la réponse immunitaire d'une manière opposée, conférant soit la protection contre la maladie ou sa promotion. Nos résultats pourraient ouvrir la voie à des thérapies qui prennent en compte la contribution de la présentation d'antigènes par les cellules non hématopoïétiques, au cours des maladies inflammatoires spécifiques d'organe. - Les molécules du CMH de classe II (CMHII) sont fondamentales pour la présentation des antigènes aux lymphocytes Τ CD4+, car elles permettent le développement des réponses immunitaires spécifiques de l'antigène. Il est largement admis que l'expression de CMHII est réservée aux cellules présentatrices d'antigènes (CPA). Cependant, dans des conditions inflammatoires, l'expression de CMHII est en principe également induite par l'interféron (IFN)-y sur les cellules non hématopoïétiques, telles que les cellules épithéliales et les cardiomyocytes. Une controverse existe jusqu'à présent au sujet de la fonction de cette présentation d'antigènes non professionnelle, pour savoir si elle favorise la tolérance ou l'immunité dépendante des lymphocytes Τ in vivo. Pour répondre à cette question, nous avons testé des souris qui ne sont pas capables d'induire l'expression du CMHII sur les cellules non hématopoïétiques (souris PIV-/- K14 CIITA Tg) parmi différents modèles murins de pathologies inflammatoires, à savoir les modèles de vaccination pour induire des réponses spécifiques d'antigènes des lymphocytes B, plusieurs modèles de colite et un modèle de myocardite auto-immune expérimental (EAM). Pour cela, nous avons administré à ces souris un modèle de colite atténuée, induite par une infection chronique à Helicobacter hepaticus et par l'administration d'anticorps monoclonaux bloquant le récepteur de l'interleukine (IL)-10 (anti-IL-10R). Dans ce système, nous avons pu observer que l'expression abrogée de CMHII a aggravé la colite bactérienne, soit par les cellules non hématopoïétiques, soit exclusivement par les cellules épithéliales intestinales (CEI) dans un autre modèle murin (souris plV_fl/fl vil-Cre Tg). Ce phénotype du côlon a été associé à une augmentation des fréquences de cellules immunitaires innées, de lymphocytes Th1 CD4+, et d'expression des cytokines et de chimiokines pro-inflammatoires, y compris l'IFN-γ. Notamment, l'expression défectueuse de CMHII non hématopoïétique a également réduit les cellules Τ régulatrices (Treg) Forkhead box P3 (FoxP3)+, sans influencer les fréquences des cellules innées lymphoïdes et des cellules Th17. Ces résultats suggèrent un rôle tolérogène de CEIs CMHII+ qui contribue à l'homéostasie immunitaire intestinale. En revanche, dans le modèle d'EAM, les souris ayant subi une ablation de CMHII non hématopoïétique étaient résistantes à l'induction de la maladie, alors que la progression de la pathologie cardiaque, dans les souris de type naturel ou hétérozygotes, a été accompagnée par une régulation positive de l'expression de CMHII du myocarde. Cependant, l'inflammation cardiaque pourrait être transférée de manière adoptive depuis des souris amorcées PIV-/- K14 CIITA Tg vers des souris de type naturel, indiquant l'absence de défaut intrinsèque d'amorçage des cellules T CD4+ dans notre modèle de souris. Ces observations impliquent un rôle à jouer pour des cellules CMHII+ non hématopoïétiques résidentes du coeur, dans la promotion active de ΙΈΑΜ. En conclusion, nos résultats, provenant de diverses pathologies inflammatoires spécifiques d'organes, suggèrent un rôle complexe et divergent, soit tolérogène, soit immunogène/ pathologique, pour l'expression de CMHII non hématopoïétique au cours des pathologies inflammatoires. L'expression non professionnelle de CMHII semble influencer le résultat des réponses immunitaires en fonction de différents facteurs, tels que le tissu cible, le(s) type(s) de cellule(s) non hématopoïétique(s) participante(s) et l'origine de l'inflammation. Nos résultats pourraient potentiellement ouvrir la voie à des applications thérapeutiques, qui tiennent compte de la contribution de la présentation d'antigènes par des CPAs non professionnelles, au cours de l'inflammation spécifique d'organe. - MHC class II (MHCII) molecules are fundamental for the presentation of antigens to CD4+ Τ cells, allowing the development of antigen-specific immune responses. It is widely accepted that MHCII expression is restricted to antigen-presenting cells (APC). However, under inflammatory conditions, MHCII expression is typically also induced by interferon (IFN)-y on nonhematopoietic cells such as epithelial cells and cardiomyocytes. So far, it remains controversial whether this nonprofessional antigen-presentation function promotes CD4+ Τ cell-dependent tolerance or immunity in vivo. To address this issue, we utilised mice which lack inducible MHCII expression on nonhematopoietic cells (pIV-/- K14 CIITA Tg mice) in different mouse models of inflammatory pathologies, namely immunisation models to induce antigen-specific Β cell responses, various colitis models and a model of experimental autoimmune myocarditis (EAM). In an attenuated model of colitis induced by chronic Helicobacter hepaticus infection and treatment with anti-interleukin (IL)-10 receptor (anti-IL-10R) monoclonal blocking antibody, we observed that abrogated MHCII expression by nonhematopoietic cells or, in an alternative tamoxifen-inducible mouse model (plV_fl/fl vil-Cre Tg mice), exclusively by intestinal epithelial cells (IEC), exacerbated bacterial-driven colitis, which was associated with increased colonic frequencies of innate immune cells, CD4+ Th1 cells and expression of proinflammatory cytokines and chemokines, including IFN-γ. Notably, defective nonhematopoietic MHCII expression also resulted in reduced Forkhead box P3 (FoxP3)+ regulatory Τ (Treg) cells without influencing innate lymphoid cell (ILC) and Th17 cell frequencies. These findings suggest a tolerogenic role of MHClT lECs to contribute to intestinal immune homeostasis. In contrast, in the EAM model, mice ablated of nonhematopoietic MHCII were resistant to disease induction, whereas progression of cardiac pathology in WT and heterozygous control mice was accompanied by upregulation of myocardial MHCII expression. However, cardiac inflammation could be adoptively transferred from primed pIV-/- K14 CIITA Tg mice into WT mice, indicating no intrinsic defect of CD4+ Τ activation in our mouse model. These observations imply a role for MHCIT heart-resident nonhematopoietic cells in actively promoting EAM. In conclusion, our findings from different organ-specific inflammatory pathologies suggest a complex and diverging role - either tolerogenic or immunogenic/ pathologic - for nonhematopoietic MHCII expression during inflammatory pathologies: Nonprofessional MHCII expression appears to influence the outcome of immune responses depending on 7 factors such as the target tissue, participating non hematopoietic cell type(s) and the origin of inflammation. Our findings may potentially open the way to therapeutic applications taking into account the contribution of antigen presentation by nonprofessional, tissue-resident APCs during organ-specific inflammation.

Differential effects of selective HDAC inhibitors on macrophage inflammatory responses to the Toll-like receptor 4 agonist LPS.

Broad-spectrum inhibitors of HDACs are therapeutic in many inflammatory disease models but exacerbated disease in a mouse model of atherosclerosis. HDAC inhibitors have anti- and proinflammatory effects on macrophages in vitro. We report here that several broad-spectrum HDAC inhibitors, including TSA and SAHA, suppressed the LPS-induced mRNA expression of the proinflammatory mediators Edn-1, Ccl-7/MCP-3, and Il-12p40 but amplified the expression of the proatherogenic factors Cox-2 and Pai-1/serpine1 in primary mouse BMM. Similar effects were also apparent in LPS-stimulated TEPM and HMDM. The pro- and anti-inflammatory effects of TSA were separable over a concentration range, implying that individual HDACs have differential effects on macrophage inflammatory responses. The HDAC1-selective inhibitor, MS-275, retained proinflammatory effects (amplification of LPS-induced expression of Cox-2 and Pai-1 in BMM) but suppressed only some inflammatory responses. In contrast, 17a (a reportedly HDAC6-selective inhibitor) retained anti-inflammatory but not proinflammatory properties. Despite this, HDAC6(-/-) macrophages showed normal LPS-induced expression of HDAC-dependent inflammatory genes, arguing that the anti-inflammatory effects of 17a are not a result of inhibition of HDAC6 alone. Thus, 17a provides a tool to identify individual HDACs with proinflammatory properties.

Mutant p63 causes defective expansion of ectodermal progenitor cells and impaired FGF signalling in AEC syndrome.

Ankyloblepharon-ectodermal defects-cleft lip/palate (AEC) syndrome, which is characterized by cleft palate and severe defects of the skin, is an autosomal dominant disorder caused by mutations in the gene encoding transcription factor p63. Here, we report the generation of a knock-in mouse model for AEC syndrome (p63(+/L514F) ) that recapitulates the human disorder. The AEC mutation exerts a selective dominant-negative function on wild-type p63 by affecting progenitor cell expansion during ectodermal development leading to a defective epidermal stem cell compartment. These phenotypes are associated with impairment of fibroblast growth factor (FGF) signalling resulting from reduced expression of Fgfr2 and Fgfr3, direct p63 target genes. In parallel, a defective stem cell compartment is observed in humans affected by AEC syndrome and in Fgfr2b(-/-) mice. Restoring Fgfr2b expression in p63(+/L514F) epithelial cells by treatment with FGF7 reactivates downstream mitogen-activated protein kinase signalling and cell proliferation. These findings establish a functional link between FGF signalling and p63 in the expansion of epithelial progenitor cells and provide mechanistic insights into the pathogenesis of AEC syndrome.

Proangiogenic Factor PlGF Programs CD11b+ Myelomonocytes in Breast Cancer during Differentiation of Their Hematopoietic Progenitors.

Tumor-mobilized bone marrow-derived CD11b(+) myeloid cells promote tumor angiogenesis, but how and when these cells acquire proangiogenic properties is not fully elucidated. Here, we show that CD11b(+) myelomonocytic cells develop proangiogenic properties during their differentiation from CD34(+) hematopoietic progenitors and that placenta growth factor (PlGF) is critical in promoting this education. Cultures of human CD34(+) progenitors supplemented with conditioned medium from breast cancer cell lines or PlGF, but not from nontumorigenic breast epithelial lines, generate CD11b(+) cells capable of inducing endothelial cell sprouting in vitro and angiogenesis in vivo. An anti-Flt-1 mAb or soluble Flt-1 abolished the generation of proangiogenic activity during differentiation from progenitor cells. Moreover, inhibition of metalloproteinase activity, but not VEGF, during the endothelial sprouting assay blocked sprouting induced by these proangiogenic CD11b(+) myelomonocytes. In a mouse model of breast cancer, circulating CD11b(+) cells were proangiogenic in the sprouting assays. Silencing of PlGF in tumor cells prevented the generation of proangiogenic activity in circulating CD11b(+) cells, inhibited tumor blood flow, and slowed tumor growth. Peripheral blood of breast cancer patients at diagnosis, but not of healthy individuals, contained elevated levels of PlGF and circulating proangiogenic CD11b(+) myelomonocytes. Taken together, our results show that cancer cells can program proangiogenic activity in CD11b(+) myelomonocytes during differentiation of their progenitor cells in a PlGF-dependent manner. These findings impact breast cancer biology, detection, and treatment. Cancer Res; 71(11); 3781-91. ©2011 AACR.

Novel immunotherapeutic strategies against human papillomavirus type 16 (HPV 16) induced lesions and cervical cancer

RESUME Le cancer du col de l'utérus, deuxième cause de mort par cancer chez la femme, a pu être associé à une infection par plusieurs types de virus du Papillome Humain (HPV), et en particulier HPV 16. Les vaccins prophylactiques sont efficaces à prévenir le cancer du col utérin alors que les lésions de haut grade sont généralement traitées par ablation chirurgicale et par d'éventuels traitements additionnels. Les risques de récurrence liés aux ablations et le taux de mortalité (50%) lié au cancer, démontrent le besoin de développer des stratégies alternatives afin de cibler les lésions précancéreuses. A ce jour, les vaccins thérapeutiques ont démontré peu de résultats cliniques, contrastant avec les régressions de tumeurs ectopiques observées après vaccination dans des modèles murins avec tumeurs associées à HPV. L'induction de réponses immunitaires protectrices dans la muqueuse génitale semble être cruciale pour l'efficacité des vaccins thérapeutiques HPV et évaluer leur efficacité dans un modèle murin avec tumeurs-HPV génitales représente un pré-requis important avant de procéder à des études cliniques. Par conséquent, nous avons établi un modèle murin orthotopique où des tumeurs se développent dans (a muqueuse génitale après une instillation intra-vaginale (i.vag) de cellules tumorales exprimant les oncogènes E6/E7 d'HPV 16 et transduites par un vecteur lentiviral codant la luciferase afin de suivre le développement de ces tumeurs in vivo par imagerie. La caractérisation histologique a démontré que les tumeurs grandissaient dans l'épithélium vaginal et en accord avec leur localisation, des cellules Τ CD8 spécifiques à E7 induites par la tumeur n'étaient détectées que dans la muqueuse génitale et les ganglions drainants. Une infiltration de cellules Τ régulatrices a aussi été mise en évidence, empêchant la régression spontanée de ces tumeurs. Par conséquent, ce modèle devrait être plus adéquat pour tester des stratégies thérapeutiques, étant donné qu'il partage certaines similarités immunologiques avec les lésions génitales naturelles causées par HPV. Etant donné que les oncogènes E6 et E7 d'HPV sont nécessaires à la maintenance du phénotype cancéreux des cellules cervicales, elles représentent des antigènes cibles pour la vaccination thérapeutique. Nous avons démontré que des souris immunisées par voie sous-cutanée (s.c.) avec une dose d'un vaccin à base de polypeptide E7 d'HPV 16 et d'adjuvants, présentaient de nombreuses cellules Τ CD8 sécrétant de l'IFN-γ spécifiquement à E7 dans leurs organes lymphatiques mais également dans la muqueuse génitale. De plus, le manque de corrélation entre les réponses spécifiques mesurées dans la périphérie et dans la muqueuse génitale souligne la nécessité et l'importance de déterminer les réponses immunitaires localement là où les lésions dues à HPV se développent. Si une vaccination par voie muqueuse est plus propice à traiter/régresser des infections génitales/tumeurs que le voie parentérale est un sujet débattu. Nos données montrent que seule la voie s.c. était capable de régresser la quasi totalité des tumeurs génitales chez la souris bien que des réponses CD8 spécifiques à E7 similaires étaient mesurées dans la muqueuse génitale après des vaccinations intra-nasale et i.vag. Afin d'augmenter la réponse spécifique au vaccin dans la muqueuse génitale, des immunostimulants ont été administrés par voie i.vag après vaccination. Nous avons démontré qu'une application i.vag d'agonistes des Toll like receptors après une vaccination s.c. induisait de manière significative une augmentation des cellules Τ CD8 sécrétant de l'IFN-γ spécifiquement à E7 dans la muqueuse génitale. Plus précisément et concernant les CpG et Poly l:C, l'effet était probablement associé à une attraction locale des cellules Τ CD8 et deuxièmement dépendait respectivement des voies de signalisation TLR9 et TLR3/Mda5. Finalement, cette stratégie combinatoire a permis de régresser des grosses tumeurs génitales chez la souris, suggérant qu'une telle immunothérapie pourrait adéquatement traiter des lésions dues à HPV chez les femmes. SUMMARY Cervical cancer is the second leading cause of cancer mortality in women worldwide and results from an infection with a subset of Human Papillomavirus (HPV), HPV 16 representing the most prevalent type. The available prophylactic vaccines are an effective strategy to prevent cervical cancer while already established high grade lesions usually require surgical ablation of lesion with possible additional treatments. Recurrence risks linked to conventional ablations and the high mortality (50%) related to cervical cancer demonstrate the need for alternative strategies like immunotherapies to target pre¬cancerous lesions. Until now, therapeutic vaccines only showed limited clinical results, which strongly contrast with the regression of ectopic tumors observed in the available murine HPV tumor models after vaccination. Induction of protective immune responses in the genital mucosa (GM) may be crucial for efficacy of HPV therapeutic vaccines and evaluating their efficacy in a murine model with genital HPV- tumors represents an important prerequisite for clinical trials. Thus, we have here established an orthotopic mouse model where tumors in the GM develop after an intravaginal (i.vag) instillation of HPV 16 E6/E7 oncogenes-expressing tumor cells transduced with a luciferase encoding lentivirus vector for in vivo imaging of tumor growth. Histological characterization showed that tumor grew within the vaginal epithelium and according to their mucosal location tumor- induced E7-specific CD8 Τ cells were restricted to the GM and genital draining lymph nodes together with high Τ regulatory cells infiltrates preventing spontaneous regression. Consequently, sharing several immunological similarities with natural genital HPV lesions, this novel genital tumor model may be more adequate to test therapeutic strategies. As E6 and/or E7 HPV oncogenes expression is required for the maintenance of the cancerous phenotype of cervical cells, they represent target antigens for therapeutic vaccination. We reported that mice subcutaneously (s.c.) immunized once with an adjuvanted HPV 16 E7 polypeptide vaccine harbored high E7-specific IFN-γ secreting CD8 Τ cells in their lymphoid organs and more importantly in the GM. In addition, the lack of correlation between specific responses measured in the periphery with those measured in the GM highlighted the necessity and relevance to determine the immune responses locally where HPV 16-induced lesions develop. Whether a mucosal route of immunization is better to treat/regress genital infections/tumors than parenteral immunization is still debated. Our data shows that although similar E7-specific IFN-γ secreting CD8 Τ cells responses were measured in the GM upon mucosal routes of E7 vaccine delivery (nasal and vaginal immunizations), only the s.c immunization was able to regress at least all genital tumors in mice. To further increase the vaccine-specific responses in the GM, immunostimulatory agents were i.vag administrated after vaccination. We demonstrated that a single i.vag application of toll like receptor (TLR) agonists after a s.c. E7 vaccination induced a significant increase of E7-specific IFN-γ secreting CD8 Τ cells in the GM. More precisely, regarding CpG and Poly l:C, the effect is most probably associated with a local attraction of total CD8 Τ cells and secondly depends on TLR9 and TLR3/Mda5 signaling pathways, respectively. Finally, this combinatorial strategy induced tumor regression in mice harboring large genital tumors, suggesting that such an immunotherapy could be adequate to treat HPV-induced lesions in women.

Cross-species and cross-platform gene expression studies with the Bioconductor-compliant R package 'annotationTools'.

Background: The variety of DNA microarray formats and datasets presently available offers an unprecedented opportunity to perform insightful comparisons of heterogeneous data. Cross-species studies, in particular, have the power of identifying conserved, functionally important molecular processes. Validation of discoveries can now often be performed in readily available public data which frequently requires cross-platform studies.Cross-platform and cross-species analyses require matching probes on different microarray formats. This can be achieved using the information in microarray annotations and additional molecular biology databases, such as orthology databases. Although annotations and other biological information are stored using modern database models ( e. g. relational), they are very often distributed and shared as tables in text files, i.e. flat file databases. This common flat database format thus provides a simple and robust solution to flexibly integrate various sources of information and a basis for the combined analysis of heterogeneous gene expression profiles.Results: We provide annotationTools, a Bioconductor-compliant R package to annotate microarray experiments and integrate heterogeneous gene expression profiles using annotation and other molecular biology information available as flat file databases. First, annotationTools contains a specialized set of functions for mining this widely used database format in a systematic manner. It thus offers a straightforward solution for annotating microarray experiments. Second, building on these basic functions and relying on the combination of information from several databases, it provides tools to easily perform cross-species analyses of gene expression data.Here, we present two example applications of annotationTools that are of direct relevance for the analysis of heterogeneous gene expression profiles, namely a cross-platform mapping of probes and a cross-species mapping of orthologous probes using different orthology databases. We also show how to perform an explorative comparison of disease-related transcriptional changes in human patients and in a genetic mouse model.Conclusion: The R package annotationTools provides a simple solution to handle microarray annotation and orthology tables, as well as other flat molecular biology databases. Thereby, it allows easy integration and analysis of heterogeneous microarray experiments across different technological platforms or species.

Severe hyperlipidemia causes impaired renin-angiotensin system function in apolipoprotein E deficient mice.

Dyslipidemia is a known risk factor for cardiovascular diseases and may associate with renal injury. Using mouse models with various degrees of hypercholesterolemia and hypertryliceridemia, we investigated the effects of lipids on the renin-angiotensin system (RAS). ApoE-/- mice were fed either a high fat diet (HF-ApoE-/-; mice developed hypertriglyceridemia and severe hypercholesterolemia) or regular chow (R-ApoE(-/-); mice developed less severe hypercholesterolemia only). Renal histopathology in the HF-ApoE-/- revealed massive lipid accumulation especially at the glomerular vascular pole. In these mice plasma renin concentration was significantly reduced (489+/-111 ng/(ml h) versus 1023+/-90 ng/(ml h) in R-ApoE-/- mice) and blood pressure was consequently significantly lower than in R-ApoE-/- (104+/-2 mmHg versus 115+/-2 mmHg, respectively). A model of renin-dependent renovascular hypertension (two-kidney, one clip) was generated and HF-ApoE-/- mice proved unable to increase renin secretion, and blood pressure, in response to diminished renal perfusion as compared to regular chow fed mice (665+/-90 ng/(ml h) versus 2393+/-372 ng/(ml h), respectively and 106+/-3 mmHg versus 140+/-2 mmHg, respectively). Hypertriglyceridemia and severe hypercholesterolemia are associated with renal lipid deposition and impaired renin secretion in ApoE-/- mice exposed to high fat diet. These observations further characterize the phenotype of this widely used mouse model and provide a rationale for the use of these mice to study lipid induced organ damage.