Regulation of TLR2, TLR4 and CD14 mRNA in gingival fibroblasts.

Gingival fibroblasts constitutively express pattern recognition molecules including the Toll-like receptors (TLRs) and produce various cytokines following interaction with bacterial ligands including LPS. Hence gingival fibroblasts are thought to play an important role in the pathogenesis of chronic inflammatory periodontal disease.
Objectives: The aim of this study was to investigate the regulation of expression of TLRs and CD-14 mRNA by gingival fibroblasts, and subsequently the responsiveness of these cells to bacterial stimulation Methods: Gingival fibroblasts were stimulated with IL-1ß (10ng/ml), IFN-g (1000IU/ml), P. gingivalis LPS (1µg/ml), E. coli LPS (1µg/ml) or P. gingivalis sonicate (10µg/ml) for 6 and 24 hr. TLR2, TLR4 and CD14 mRNA expression was subsequently determined by Q-PCR utilising Taqman chemistry. The effects of each factor on mRNA expression was analysed by ANOVA. Cells were pre-incubated with IFN-g (1000IU/ml) for 48hr followed by stimulation with E. coli LPS over the concentration range 0 - 10.0 µg/ml for a further 48 hr. IL-8 production by fibroblasts was subsequently determined by ELISA. Results: After 24 hr IFN-g induced a statistically significant increase in TLR2, TLR4 and CD14 mRNA expression. In contrast, IL-1ß, P. gingivalis LPS, E. coli LPS and P. gingivalis sonicate had no significant effect on mRNA expression at either timepoint. Following pre-stimulation with IFN-g, E. coli LPS increased IL-8 production by gingival fibroblasts in a concentration-dependent manner. Conclusion: IFN-g stimulates mRNA expression levels of TLR2, TLR4 and CD14 in gingival fibroblasts, which may subsequently lead to an increased responsiveness of fibroblasts to bacterial stimulation.

Cancro colorretal e inflamação - vias celulares e alvos farmacológicos

Dissertação de mestrado, Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Interleukin-33 safeguards neutrophils in sepsis.

Cytokines have a fundamental role in orchestrating innate immune responses to bacterial infections. Interleukin-33 (IL-33) is now shown to protect from sepsis by promoting neutrophil influx into the focus of infection

clc is co-expressed with clf or cntfr in developing mouse muscles

Affiliation: Jean-François Gauchat : Département de Pharmacologie, Faculté de médecine, Université de Montréal

Influence des facteurs immuno-modulateurs d'origine placentaire sur la différenciation et la maturation des cellules dendritiques plasmacytoïdes

Les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC) sont des cellules dendritiques spécialisées, aussi connues sous le nom de cellules productrices d’interféron-α (IFN-α). Les pDC jouent un rôle essentiel dans l’induction de la réponse immunitaire antivirale, en reconnaissant les antigènes viraux via les Toll-like receptors (TLR) 7 et 9. Toutefois, les pDC du sang de cordon sont incapables de produire de l’IFN-α en réponse à une stimulation du TLR9, mais leur maturation en cellules présentatrices d’antigènes est normale. Dans le cadre de ce travail, nous nous sommes intéressés aux effets des facteurs immuno-régulateurs sécrétés par le placenta sur la différenciation et la fonction des pDC. Nous avons analysé l’effet, seules ou en combinaison, de la progestérone (PG), de l'interleukine (IL)-10 et du tumor growth factor (TGF)-β sur la différenciation et la fonction des pDC. Nous démontrons qu’à des niveaux supra-physiologiques ces trois facteurs modulent la différenciation et la production d’IFN-α des pDC. À des niveaux observés dans le sang de cordon, ces facteurs ont peu d’impact sur les pDC lorsque utilisés individuellement. Toutefois lorsque utilisés en combinaison, ils diminuent la production d’IFN-α. Nous avons aussi démontré que la PG, l’IL-10 et le TGF-β n’induisent pas l’expression des micro-ARN 146a et 155 par les pDC. Finalement nous démontrons que les niveaux de ces molécules sont plus élevés dans le sang de cordon que dans le sang d’adulte. Nos résultats révèlent le rôle important des facteurs immuno-régulateurs sécrétés par le placenta sur la fonction des pDC et en conséquence, sur la réponse immunitaire fœtale et néonatale.

Le rôle du CD40 homodimère dans la réponse immunitaire

Le CD40 est une glycoprotéine transmembranaire de type I, appartenant à la famille des TNFRs, exprimée à la surface des cellules immunitaires, hématopoïétiques, vasculaires, épithéliales, et d’autres types de cellules, y compris les cellules tumorales. Le CD40 ne possédant pas de domaine kinase, pour induire un signal il interagit directement ou indirectement avec des protéines adaptatrices telles que les TRAFs et les JAKs. L’interaction du CD40 avec son principal ligand, le CD154, joue un rôle primordial dans la régulation de la réponse immunitaire et le maintien de l’homéostasie. L’activation du CD40 à la surface des cellules B augmente leur capacité de présentation d’antigène, en plus d’induire la prolifération, la commutation isotypique et l’apoptose. Les patients souffrant de mutations au niveau du gène codant pour le CD40 ou de son ligand sont immunosupprimés et sensibles à des infections opportunistes. Des études ont montré que le CD40 comme d’autres membres de la famille des TNFRs est capable de former des homodimères. Plus récemment, on a montré que la formation du CD40 homodimère est le résultat de son engagement sur les cellules B. En plus, cette homodimérisation du CD40 est importante pour la phosphorylation de l’Akt. L’interaction CD40/CD154 peut avoir un rôle direct dans l’immunothérapie par l’induction de l’apoptose de certaines cellules cancéreuses ou un rôle indirect en activant les cellules présentatrices d’antigènes (CPA) afin d'augmenter l’efficacité de l’activation des cellules T cytotoxiques. Nos résultats montrent que l’induction de la mort cellulaire par le CD40 requiert la perméabilisation du lysosome, la libération de la cathepsine B, la présence de ROS et une interaction avec le TRAF6, cette mort cellulaire programmée est plus importante en présence de la forme monomérique du CD40, muté au niveau de la cystéine 238. Par ailleurs, l’homodimérisation du CD40 requerrait sa translocation vers les radeaux lipidiques et nécessiterait la présence des ROS. Cette homodimérisation du CD40 semble être importante pour l’activation des cellules B par le biais de l’induction de l’expression du CD23, CD69 et CD80. De plus, nos résultats montrent pour la première fois une implication du CD40 homodimère dans l’induction du CD23 par le biais du TLR4. Nos résultats soulignent l’importance du CD40 homodimère dans certaines voies de signalisation. Ainsi, ils mettent en évidence le rôle de la Cys-238 dans la coopération entre des récepteurs de la réponse immunitaire innée et adaptative. Toutes ces données permettraient une meilleure compréhension de certaines voies de signalisation impliquées dans plusieurs maladies auto-immunes et faisant objet de plusieurs essais thérapeutiques.

Le CpG et le poly(I:C) agissent en synergie avec le trastuzumab contre le cancer du sein HER2+

Chez la souris, la thérapie anti-HER2 est dépendante de la présence de cellules T CD8+IFN-γ+ et des réponses IFN de type I. Ces IFN sont induits par les TLRs suite à la reconnaissance de signaux de danger, appelés PAMPs et DAMPs. Les TLR-3 et TLR-9 sont tous deux de bons inducteurs d’IFN de type I et sont également capable d’agir en synergie afin d’augmenter les niveaux d’IFN-γ, de TNF-α et d’IL-12. Notre hypothèse fut que la stimulation de ces deux TLRs mènerait à l’amélioration de l’activité anti-tumorale du trastuzumab via le recrutement et l’activation des cellules immunitaires. Nos buts furent de confirmer le potentiel thérapeutique de la combinaison de l’anticorps anti-HER2, de l’agoniste de TLR-3, le poly(I:C), et de l’agoniste de TLR-9, le CpG ODN. Des études in vivo et in vitro nous ont permis de découvrir une synergie entre ces agents qui résulte en une cytotoxicité ciblée plus efficace. De plus, cette thérapie s’avéra efficace chez des modèles CD8-dépendants et CD8-indépendents. Les souris purent rejeter leur tumeur et demeurer sains plusieurs semaines après l’arrêt des injections. Ces souris étaient également protégées lors d’un challenge, soulignant ainsi la présence d’une immunité mémoire. Nous avons aussi découvert que l’administration combine de trastuzumab des deux agonistes de TLRs mène à des réponses systémiques. Des études de déplétion confirmèrent que les cellules T CD8+ sont cruciales pour la protection à long terme des animaux, mais que les pDC sont moins impliquées que ce que l’on pourrait croire. Leur absence n’a que modestement affecté les effets de notre thérapie. À l’opposé, les cellules NK sont d’importants médiateurs des effets thérapeutiques. Des expériences d’ADCC ont révélé que le CpG ODN et poly(I:C) ont tous deux la capacité d’améliorer les fonctions des cellules NK, mais que la stimulation simultanée des TLR-3 et TLR-9 permet de maximiser les effets bénéfiques du trastuzumab. De la même manière, l’addition de CpG ODN et de poly(I:C) aux anticorps anti-HER2 a permis d’augmenter les réponses pro-inflammatoires, plus spécifiquement l’IFN-γ, le TNF-α, l’IP-10 et l’IL-12.

Susceptibilidad genética para el desarrollo de la sepsis bacteriana grave y choque séptico

Objetivo: presentar el estado del arte de las investigaciones que, hasta el momento, relacionan el polimorfismo genético del paciente con la evolución de la sepsis, como herramienta diagnóstica y un nuevo enfoque terapéutico de esta condición. Los conceptos actuales basados en investigaciones sostienen que el polimorfismo genético del individuo es relevante en la evolución de la enfermedad y en la respuesta efectiva al tratamiento del paciente en estado crítico, en especial con sepsis bacteriana y choque séptico. Materiales y métodos: se revisó literatura indexada que relaciona los factores genéticos con la evolución de algunas enfermedades del paciente en estado crítico. Resultados: las características particulares de la enfermedad estarían influenciadas por el acervo genético del paciente, condicionando en gran medida la respuesta patofisiológica. Se ha evidenciado la susceptibilidad genética de algunos individuos a desarrollar infección; estos individuos con un tratamiento similar no evolucionan de igual forma, desencadenándose una sepsis bacteriana grave y choque séptico. El polimorfismo en los genes que codifican por el factor de necrosis tumoral -α (TNF-α) las interlucinas- 1 (IL-1), IL-6, IL-10, el factor soluble CD-14, los receptores similares a Toll y el inhibidor tipo 1 del activador del plasminógeno estaría asociado con el desarrollo de sepsis grave y choque séptico, en particular las mutaciones TNF-α 308 G/A, PAI-1 4G/4G, IL-6 174 G/C. Conclusiones: el conocimiento de la susceptibilidad genética, los factores de riesgo y el buen funcionamiento del sistema inmune de cada persona ayudan a reducir y compensar las complicaciones de la sepsis bacteriana. Es claro que el tratamiento oportuno individualizado en los pacientes con sepsis se asocia con disminución de la mortalidad y con reducción en el deterioro de la respuesta inflamatoria.

Stromal-derived factor-1 alpha (CXCL12) levels increase in periodontal disease

Background: The CXC chemokine receptor 4 (CXCR4) and its ligand, stromal cell-derived factor-1 (SDF-1 alpha or CXC chemokine ligand 12) are involved in the trafficking of leukocytes into and out of extravascular tissues. The purpose of this study was to determine whether SDF-1 alpha secreted by host cells plays a role in recruiting inflammatory cells into the periodontia during local inflammation. Methods: SDF-1 alpha levels were determined by enzyme-linked immunosorbent assay in gingival crevicular fluid (GCF) of 24 individuals with periodontitis versus healthy individuals in tissue biopsies and in a preclinical rat model of Porphyromonas gingivalis lipopolysaccharide-induced experimental bone loss. Neutrophil chemotaxis assays were also used to evaluate whether SDF-1 alpha plays a role in the recruitment of host cells at periodontal lesions. Results: Subjects with periodontal disease had higher levels of SDF-1 alpha in their GCF compared to healthy subjects. Subjects with periodontal disease who underwent mechanical therapy demonstrated decreased levels of SDF-1 alpha. Immunohistologic staining showed that SDF-1 alpha and CXCR4 levels were elevated in samples obtained from periodontally compromised individuals. Similar results were observed in the rodent model. Neutrophil migration was enhanced in the presence of SDF-1 alpha, mimicking immune cell migration in periodontal lesions. Conclusions: SDF-1 alpha may be involved in the immune defense pathway activated during periodontal disease. Upon the development of diseased tissues, SDF-1 alpha levels increase and may recruit host defensive cells into sites of inflammation. These studies suggest that SDF-1 alpha may be a useful biomarker for the identification of periodontal disease progression.

Trophoblast phagocytic program: roles in different placental systems

Although not belonging to the class of professional phagocytes, in many species trophoblast cells exhibit intense phagocytic activity. The complete range of physiological functions of trophoblast phagocytosis has not yet been fully characterized. Close association between the trophoblast and nutrition was determined many years ago. Hubrecht (1889) when proposing for the first time the name trophoblast to the external layer of the blastocyst, directly established the nutritive significance of this embryonic layer. Indeed, histotrophic phagocytosis, i.e. the internalization of maternal cells and secreted materials, is considered an important function of the trophoblast before the completion of the placenta. Recently, however, unexpected characteristics of the trophoblast have significantly enhanced our understanding of this process. Roles in acquisition of space for embryo development, in tissue remodeling during implantation and placentation and in defense mechanisms are highlighting how this cellular activity may be relevant for the maternal-fetal relationship beyond its nutritional function.

TLR2 Is a Negative Regulator of Th17 Cells and Tissue Pathology in a Pulmonary Model of Fungal Infection

To study the role of TLR2 in a experimental model of chronic pulmonary infection, TLR2-deficient and wild-type mice were intratracheally infected with Paracoccidioides brasiliensis, a primary fungal pathogen. Compared with control, TLR2(-/-) mice developed a less severe pulmonary infection and decreased NO synthesis. Equivalent results were detected with in vitro-infected macrophages. Unexpectedly, despite the differences in fungal loads both mouse strains showed equivalent survival times and severe pulmonary inflammatory reactions. Studies on lung-infiltrating leukocytes of TLR2(-/-) mice demonstrated an increased presence of polymorphonuclear neutrophils that control fungal loads but were associated with diminished numbers of activated CD4(+) and CD8(+) T lymphocytes. TLR2 deficiency leads to minor differences in the levels of pulmonary type 1 and type 2 cytokines, but results in increased production of KC, a CXC chemokine involved in neutrophils chemotaxis, as well as TGF-beta, IL-6, IL-23, and IL-17 skewing T cell immunity to a Th17 pattern. In addition, the preferential Th17 immunity of TLR2(-/-) mice was associated with impaired expansion of regulatory CD4(+)CD25(+)FoxP3(+) T cells. This is the first study to show that TLR2 activation controls innate and adaptive immunity to P. brasiliensis infection. TLR2 deficiency results in increased Th17 immunity associated with diminished expansion of regulatory T cells and increased lung pathology due to unrestrained inflammatory reactions. The Journal of Immunology, 2009, 183: 1279-1290.

ROLE of TLR2 and TLR4 on human neutrophil functions against Paracoccidioides brasiliensis

In paracoccidioidomycosis, a systemic mycosis caused by the fungus Paracoccidioides brasiliensis (Pb), studies have focused on the role of neutrophils that are involved in the primary response to the fungus. Neutrophil functions are regulated by pro- and anti-inflammatory cytokines. Molecular mechanisms involved in this process are not fully understood, but there are strong evidences about the involvement of toll-like receptors (TLRs). We aimed at evaluating TLR2 and TLR4 expression on human neutrophils activated by GM-CSF, IL-15, TNF-alpha or IFNgamma and challenged with a virulent strain of P. brasiliensis (Pb18). Moreover, we asked if these receptors have a role on fungicidal activity, H(2)O(2) and IL-6, IL-8, TNFalpha and IL-10 production, by activating and challenging cells. All cytokines increased TLR2 and TLR4 expression. Pb18 also increased TLR2 expression, inducing an additional cytokine effect. on the contrary, it inhibited TLR4 expression. All cytokines increased neutrophil fungicidal activity and H(2)O(2) production; however, this process was not associated with TLR2 or TLR4. Neutrophil activation by GMCSF and TNF-alpha resulted in a significant increase of IL-8 production, while IL-15 and IFN-alpha have no effect. Pb18 also augmented IL-8 expression, inducing an additional effect to that of cytokines. None of the cytokines activated neutrophils by releasing IL-10. This cytokine was only detected after Pb18 challenge. Interestingly, IL-8 and IL-10 production involved TLR2 and mainly TLR4 modulation. The present results suggest that Pb18 interaction with neutrophils through TLR2 and TLR4 with consequent IL-8 and IL-10 production may be considered a pathogenic mechanism in paracoccidioidomycosis.

Role of TLR2 and TLR4 in Human Neutrophil Functions Against Paracoccidioides brasiliensis

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Late-onset sepsis: Epidemiology, evaluation, and outcome

Late-onset neonatal sepsis is a common serious problem in preterm infants in neonatal intensive care units. Diagnosis can be difficult because clinical manifestations are not specific and none of the available laboratory tests can be considered an ideal marker. For this reason, a combination of markers has been proposed. Complete blood count and acute-phase reactants evaluated together help in diagnosis. C-reactive protein is a specific but late marker, and procalcitonin has proven accurate, although it is little studied in newborns. Blood, cerebrospinal fluid, and urine cultures always should be obtained when late-onset sepsis is suspected. Blood culture, the gold standard in diagnosis, is highly sensitive but needs up to 48 hours to detect microbial growth. Various cytokines have been investigated as early markers of infection, but results are not uniform. Other diagnostic tests that offer promise include: neutrophil surface markers, granulocyte colony-stimulating factor, toll-like receptors, and nuclear factor kappa B. The greatest hope for quick and accurate diagnosis lies in molecular biology, using real time polymerase chain reaction combined withDNAmicroarray. Sepsis and meningitis may affect both the short- and long-term prognosis for newborns. Mortality in neonatal meningitis has been reduced in recent years, but short-term complications and later neurocognitive sequelae remain. Late-onset sepsis significantly increases preterm infant mortality and the risk of cerebral lesions and neurosensory sequelae, including developmental difficulties and cerebral palsy. Early diagnosis of late-onset sepsis contributes to improved neonatal prognosis, but the outcome remains far from satisfactory. © 2010 by the American Academy of Pediatrics.

Envolvimento de receptores celulares TLR2 e TLR4 e MR na produção in vitro de citocinas por monócitos humanos estimulados com Paracoccidioides brasiliensis

Pós-graduação em Biologia Geral e Aplicada - IBB