Absence of peripheral blood mononuclear cells priming in hemodialysis patients

As a consequence of the proinflammatory environment occurring in dialytic patients, cytokine overproduction has been implicated in hemodialysis co-morbidity. However, there are discrepancies among the various studies that have analyzed TNF-alpha synthesis and the presence of peripheral blood mononuclear cell (PBMC) priming in this clinical setting. We measured bioactive cytokine by the L929 cell bioassay, and evaluated PBMC TNF-alpha production by 32 hemodialysis patients (HP) and 51 controls. No difference in TNF-alpha secretion was observed between controls and HP (859 ± 141 vs 697 ± 130 U/10(6) cells). Lipopolysaccharide (5 µg/ml) did not induce any further TNF-alpha release, showing no PBMC priming. Paraformaldehyde-fixed HP PBMC were not cytotoxic to L929 cells, suggesting the absence of membrane-anchored TNF-alpha. Cycloheximide inhibited PBMC cytotoxicity in HP and controls, indicating lack of a PBMC TNF-alpha pool, and dependence on de novo cytokine synthesis. Actinomycin D reduced TNF-alpha production in HP, but had no effect on controls. Therefore, our data imply that TNF-alpha production is an intrinsic activity of normal PBMC and is not altered in HP. Moreover, TNF-alpha is a product of de novo synthesis by PBMC and is not constitutively expressed on HP cell membranes. The effect of actinomycin D suggests a putative tighter control of TNF-alpha mRNA turnover in HP. This increased dependence on TNF-alpha RNA transcription in HP may reflect an adaptive response to hemodialysis stimuli.

Functional dyspepsia: relationship between clinical subgroups and Helicobacter pylori status in Western Turkey

The etiology of functional dyspepsia is not known. The objective of the present study was to determine the characteristics of functional dyspepsia in Western Turkey. We divided 900 patients with functional dyspepsia into three subgroups according to symptoms: ulcer-like (UL), 321 (35.6%), motility disorder-like (ML), 281 (31.2%), and the combination (C) of these symptoms, 298 (33.1%). All patients were submitted to endoscopic evaluation, with two biopsies taken from the cardia and corpus, and four from the antrum of the stomach. All biopsy samples were studied for Helicobacter pylori (Hp) density, chronic inflammation, activity, intestinal metaplasia, atrophy, and the presence of lymphoid aggregates by histological examination. One antral biopsy was used for the rapid urease test. Tissue cagA status was determined by PCR from an antral biopsy specimen by a random sampling method. We also determined the serum levels of tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) and gastrin by the same method. Data were analyzed statistically by the Kolmogorov-Smirnov test and by analysis of variance. Hp and cagA positivity was significantly higher in the UL subgroup than in the others. The patients in the ML subgroup had the lowest Hp and cagA positivity and Hp density. The ML subgroup also showed the lowest level of Hp-induced inflammation among all subgroups. The serum levels of TNF-alpha and gastrin did not reveal any difference between groups. Our findings show a poor association of Hp with the ML subgroup of functional dyspepsia, but a stronger association with the UL and C subgroups.

An experimental model of hemolysis-induced acute pancreatitis

The literature indicates that acute pancreatitis is a complication of massive hemolysis with a prevalence of about 20%. We describe an experimental model of hemolysis-induced acute pancreatitis. Hemolytic anemia was induced in rats by a single ip injection of 60 mg/kg of 20 mg/ml acetylphenylhydrazine (APH) in 20% (v/v) ethanol on the first experimental day (day 0). One hundred and fifty Wistar albino rats weighing 180-200 g were divided into three groups of 50 animals each: groups 1, 2 and 3 were injected ip with APH, 20% ethanol, and physiological saline, respectively. Ten rats from each group were sacrificed on study days 1, 2, 3, 4 and 5. Serum amylase, lipase levels and pancreatic tissue tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) and platelet-activating factor (PAF) contents were determined and a histological examination of the pancreas was performed. No hemolysis or pancreatitis was observed in any of the rats in groups 2 and 3. In group 1, massive hemolysis was observed in 35 (70%) of 50 rats, moderate hemolysis in seven (14%), and no hemolysis in eight (16%). Thirty-three of 35 (94.2%) rats with massive hemolysis had hyperamylasemia, and 29 of these rats (82.8%) had histologically proven pancreatitis. The most severe pancreatitis occurred on day 3, as demonstrated by histology. Tissue TNF-alpha and PAF levels were statistically higher in group 1 than in groups 2 and 3. Acute massive hemolysis induced acute pancreatitis, as indicated by histology, in almost 80% of cases. Hemolysis may induce acute pancreatitis by triggering the release of proinflammatory and immunoregulatory cytokines.

Pentoxifylline decreases tumor necrosis factor and interleukin-1 during high tidal volume

Tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) is one of the most important proinflammatory cytokines which plays a central role in host defense and in the acute inflammatory response related to tissue injury. The major source of TNF-alpha are immune cells such as neutrophils and macrophages. We tested the hypothesis that pentoxifylline, a methylxanthine derivative, down-regulates proinflammatory cytokine expression during acute lung injury in rats. Male Wistar rats weighing 250 to 450 g were anesthetized ip with 50 mg/kg sodium thiopental and randomly divided into three groups: group 1 (N = 7): tidal volume (V T) = 7 ml/kg, respiratory rate (RR) = 50 breaths/min and normal saline infusion; group 2 (N = 7): V T = 42 ml/kg, RR = 9 breaths/min and normal saline infusion; group 3 (N = 7): V T = 42 ml/kg, RR = 9 breaths/min and pentoxifylline infusion. The animals were ventilated with an inspired oxygen fraction of 1.0, a positive end-expiratory pressure of 3 cmH2O, and normal saline or pentoxifylline injected into the left femoral vein. The mRNA of TNF-alpha rapidly increased in the lung tissue within 180 min of ventilation with a higher V T with normal saline infusion. The concentrations of inflammatory mediators were decreased in plasma and bronchoalveolar lavage (BAL) in the presence of higher V T with pentoxifylline infusion (TNF-alpha: plasma, 102.2 ± 90.9 and BAL, 118.2 ± 82.1; IL-1ß: plasma, 45.2 ± 42.7 and BAL, 50.2 ± 34.9, P < 0.05). We conclude that TNF-alpha produced by neutrophil influx may function as an alert signal in host defense to induce production of other inflammatory mediators.

Experimental murine mycobacteriosis: evaluation of the functional activity of alveolar macrophages in thalidomide- treated mice

Thalidomide is a selective inhibitor of tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha), a cytokine involved in mycobacterial death mechanisms. We investigated the role of this drug in the functional activity of alveolar macrophages in the presence of infection induced by intranasal inoculation of Mycobacterium avium in thalidomide-treated and untreated adult Swiss mice. Sixty animals were inoculated with 5 x 10(6) M. avium by the respiratory route. Thirty animals received daily thalidomide (30 mg/kg mouse) and 30 received water by gavage up to sacrifice. Ten non-inoculated mice were used as a control group. Lots of animals from each group were evaluated until 6 weeks after inoculation. Infection resulted in an increased total number of inflammatory cells as well as increased activity of pulmonary macrophages. Histologically, intranasal inoculation of bacilli resulted in small mononuclear infiltrates located at the periphery of the organ. Culture of lung fragments revealed the presence of bacilli only at the beginning and at the end of the experimental period. Thalidomide administration did not affect the microbiological or histological features of the infection. Thalidomide-treated and untreated animals showed the same amount of M. avium colonies 3 weeks after infection. Although it did not affect bacillary clearance, thalidomide administration resulted in a decreased percent of spread cells and release of hydrogen peroxide, suggesting that factors other than TNF-alpha play a role in the killing of mycobacteria by alveolar macrophages. Thalidomide administration also reduced the number of spread cells among resident macrophages, suggesting a direct effect of the drug on this phenomenon.

Patterns of intracellular cytokines in CD4 and CD8 T cells from patients with mycobacterial infections

Using a short-term bulk culture protocol designed for an intracellular-staining method based on a flow cytometry approach to the frequencies of cytokine-producing cells from tuberculosis and leprosy patients, we found distinct patterns of T cell subset expression. The method also reveals the profile of peak cytokine production and can provide simultaneous information about the phenotype of cytokine-producing cells, providing a reliable assay for monitoring the immunity of these patients. The immune response of Mycobacterium leprae and purified protein derivative (PPD) in vitro to a panel of mycobacteria-infected patients from an endemic area was assessed in primary mononuclear cell cultures. The kinetics and source of the cytokine pattern were measured at the single-cell level. IFN-gamma-, TNF-alpha-, IL-4- and IL-10-secreting T cells were intracytoplasmic evaluated in an attempt to identify M. leprae- and PPD-specific cells directly from the peripheral blood. The analysis by this approach indicated that TNF-alpha was the first (8 h) to be produced, followed by IFN-gamma (16 h), IL-10 (20 h) and IL-4 (24 h), and double-staining experiments confirmed that CD4+ were a greater source of TNF-alpha than of CD8+ T cells (P < 0.05). Both T cell subsets secreted similar amounts of IFN-gamma. We conclude that the protocol permits rapid evaluation of cytokine production by different T cell populations. The method can also be used to define immune status in non-infected and contact individuals.

Thalidomide and pentoxifylline block the renal effects of supernatants of macrophages activated with Crotalus durissus cascavella venom

Because thalidomide and pentoxifylline inhibit the synthesis and release of tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha), we determined the effect of these drugs on the renal damage induced by supernatants of macrophages activated with Crotalus durissus cascavella venom in order to identify the role of TNF-alpha in the process. Rat peritoneal macrophages were collected with RPMI medium and stimulated in vitro with C.d. cascavella venom (10 µg/ml) in the absence and presence of thalidomide (15 µM) or pentoxifylline (500 µM) for 1 h and washed and kept in culture for 2 h. Supernatant (1 ml) was tested on an isolated perfused rat kidney (N = 6 for each group). The first 30 min of each experiment were used as control. The supernatant was added to the perfusion system. All experiments lasted 120 min. The toxic effect of the preparation of venom-stimulated macrophages on renal parameters was determined. At 120 min, thalidomide (Thalid) and pentoxifylline (Ptx) inhibited (P < 0.05) the increase in perfusion pressure caused by the venom (control = 114.0 ± 1.3; venom = 137.1 ± 1.5; Thalid = 121.0 ± 2.5; Ptx = 121.4 ± 4.0 mmHg), renal vascular resistance (control = 4.5 ± 0.2; venom = 7.3 ± 0.6; Thalid = 4.5 ± 0.9; Ptx = 4.8 ± 0.6 mmHg/ml g-1 min-1), urinary flow (control = 0.23 ± 0.001; venom = 0.44 ± 0.01; Thalid = 0.22 ± 0.007; Ptx = 0.21 ± 0.009 ml g-1 min-1), glomerular filtration rate (control = 0.72 ± 0.06; venom = 1.91 ± 0.11; Thalid = 0.75 ± 0.04; Ptx = 0.77 ± 0.05 ml g-1 min-1) and the decrease in percent tubular sodium transport (control = 77.0 ± 0.9; venom = 73.9 ± 0.66; Thalid = 76.6 ± 1.1; Ptx = 81.8 ± 2.0%), percent tubular chloride transport (control = 77.1 ± 1.2; venom = 71.4 ± 1.1; Thalid = 77.6 ± 1.7; Ptx = 76.8 ± 1.2%), and percent tubular potassium transport (control = 72.7 ± 1.1; venom = 63.0 ± 1.1; Thalid = 72.6 ± 1.0; Ptx = 74.8 ± 1.0%), 30 min before and during the stimulation of macrophages with C.d. cascavella venom. These data suggest the participation of TNF-alpha in the renal effects induced by supernatant of macrophages activated with C.d. cascavella venom.

Cytokine profile and nitric oxide levels in sera from patients with brucellosis

The aims of this study were to investigate the serum levels of some cytokines [tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha), interleukin 1ß (IL-1ß), IL-2R, IL-6, and IL-8] and nitric oxide (NO) levels in patients with untreated brucellosis and to test the correlation of these parameters with each other. The study was conducted on 67 subjects, 37 patients with brucellosis and 30 healthy individuals with no history of Brucella infection. Brucellosis was identified by a positive blood culture and/or increased Brucella antibodies in serological tests in addition to compatible clinical symptoms. Cytokine profile analysis was performed by the immulite chemiluminescent enzyme immunometric assay whose inter- and intra-assay coefficients of variance were 2.6-3.6 and 4.4-8.5%, respectively. The levels of nitrites/nitrates, which are representative of NO levels, were measured by the Griess method. Patients with brucellosis had significantly elevated serum levels of nitrites/nitrates, IL-2R, IL-6 and IL-8 (mean ± SD, 102.8 ± 23.8 µmol/l, 806.1 ± 58.5 U/ml, 21.1 ± 2.3 pg/ml, and 8.8 ± 1.6 pg/ml, respectively) compared to healthy controls, whereas TNF-alpha and IL-1ß levels were unchanged. No statistically significant correlation was detected between any of the studied cytokine levels and nitrate/nitrite concentrations according to Pearson's linear correlation test. We conclude that only IL-6, IL-8 and IL-2R are elevated in brucellosis and the extent of elevation depends on the severity and clinical pattern of the disease. Moderate elevation in serum NO was comparable to that observed in previous studies. This explains the absence or very rare occurrence of septic shock in brucellosis.

Syljen sytokiinimäärän ja lihavuuden välinen yhteys

Lihavuus on maailmanlaajuisesti lisääntyvä ongelma, johon kuolee vuosittain noin 3,4 miljoonaa aikuista. Energian varastoinnin lisäksi valkoisen rasvakudoksen on havaittu tuottavan monia erilaisia biologisesti aktiivisia molekyylejä. Tällaisia molekyylejä ovat esimerkiksi proinflammatoriset sytokiinit interleukiini (IL)-1beta, IL-6 ja tuumorinekroositekijä (TNF)-alpha joiden pitoisuudet ovat korkeammat lihavien ihmisten seerumissa. Lihavien ihmisten elimistössä vallitsee matala-asteinen krooninen tulehdus, joka havaitaan kohonneena CRP-pitoisuutena. Parodontaalisairaudet ovat joukko infektioperäisiä sairauksia, jotka vahingoittavat hampaan kiinnityskudoksia. Vaikka parodontiitin etiologisena tekijänä ovatkin bakteerit, proinflammatorisilla sytokiineilla, kuten IL-1beta:lla, IL-6:lla ja TNF-alpha:lla, on rooli hampaan kiinnityskudosten tuhoutumisessa. Lihavuuden on ajateltu olevan yhteydessä parodontiitin syntyyn seerumin lisääntyneen sytokiinipitoisuuden ja matala-asteisen tulehduksen vuoksi. Lihavuuden ja parodontiitin välille on ehdotettu monia yhdistäviä tekijöitä, kuten oksidatiivinen stressi, suun mikrobit ja insuliiniresistenssi. Tutkielman teoriaosiossa käsiteltiin parodontiittia ja lihavuutta sekä mekanismeja, joilla lihavuus voisi edistää parodontiitin syntyä. Kokeellisessa osiossa tutkittiin DILGOM-tutkimuksesta peräisin olevien sylkinäytteiden proinflammatoristen sytokiinien IL-1beta:n, IL-6:n, IL-8:n ja TNF-alpha:n ja anti-inflammatoristen sytokiinien IL-1ra:n ja IL-10:n määrän välistä yhteyttä painoindeksiin (BMI). Tutkimusmenetelmänä käytettiin virtaussytometriaan perustuvaa Luminex® xMAPTM -teknologiaa. Tutkimustulosten perusteella IL-beta- ja IL-8-pitoisuudet ovat korkeammat lihavien henkilöiden sylkinäytteissä verrattuna normaalipainoisiin. IL-10-pitoisuudet taas ovat korkeammat normaalipainoisten henkilöiden sylkinäytteissä. IL-1beta-, IL-8- ja IL-10-pitoisuudet korreloivat BMI:n nousuun. Loppupäätelmä on, että korkea BMI aktivoi suun tulehdustilaa ja tupakointi lisää riskiä tulehdukselle.

Adhesion and transcellular migration of neutrophils and B lymphocytes on fibroblasts

During tissue inflammation, infiltrated leukocytes may have physical contacts with fibroblasts. We observed that neutrophils and B lymphocytes adhered in a larger proportion than T cells on cultured fibroblasts. Microscopy showed that adhesion was also characterized by leukocyte engulfment by the fibroblasts. In migration assays, only neutrophils and B lymphocytes were selectively able to migrate through a fibroblast barrier. Adhesion and migration were increased by stimulation with tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) and phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA). Antibodies against ICAM-1/beta2 integrin blocked the interaction of neutrophils to fibroblasts. For B lymphocytes the couple VCAM-1/alpha4 integrin was also involved in this interaction. Human skin fibroblasts presented similar adhesion characteristics as rat cardiac fibroblasts. By measuring the distance between the border of migration holes and cadherin-positive adherens junctions, more than 65% of the holes correspond to the transcellular route over the paracellular route. Furthermore, vimentin staining revealed that the migration holes were highly nested by intermediate filaments in accordance with the transcellular route. Our results demonstrated that engulfment of neutrophils and B lymphocytes by fibroblasts resulted in selective passage by a transcellular route.

La régulation de l’hepcidine à travers les récepteurs Toll-like dans les macrophages

L'interaction entre le système immunitaire et le métabolisme du fer est bien illustrée par l'anémie des maladies chroniques (ACD), qui est fréquemment rencontrée dans les infections chroniques, l'inflammation et le cancer. La majorité des modifications dans les paramètres du fer observées dans l’ACD tient compte des modifications de l’homéostasie du fer, avec la délocalisation du métal de la circulation et les sites de l'érythropoïèse au compartiment de stockage dans les macrophages. Les mécanismes de la réponse hyposidérémique impliquent des cytokines, notamment TNF-alpha et IL-6, qui régulent les niveaux de plusieurs gènes du métabolisme du fer, y compris les transporteurs de fer et de l'hepcidine, un régulateur négatif de l’absorption du fer, ce qui entraîne l'inhibition de l'exportation du fer à travers la ferroportine 1 (FPN1) au niveau de l'intestin et les macrophages. Des études antérieures ont montré que l'IL-6 induit l’expression d’hepcidine dans les hépatocytes, mais il y a très peu de données concernant la façon par laquelle l'hepcidine et la FPN1 sont régulées dans les macrophages. Récemment, nous avons constaté que l'induction de l'hepcidine dans le foie par le lipopolysaccharide (LPS) dépend de la voie de signalisation médiée par le récepteur Toll-like 4 (TLR4). Le but de ce travail est d’identifier les ligands des TLRs capables d'induire l'hepcidine dans les macrophages et de déterminer l’exigence des TLRs dans l’induction de l’hepcidine et le développement d’hyposidérémie. En plus, nous voulons étudier l’effet de l’inflammation causée par les ligands des TLRs sur le taux de fer sérique, la production des cytokines et l'expression de l’hepcidine et de la ferroportine. D’autre part nous voulons étudier l’effet du taux du fer sur la production d’IL-6 macrophagique en réponse à la stimulation par le TLR4. D'abord, pour identifier les ligands des TLRs capables d'induire l'hepcidine dans les macrophages, nous avons traité les macrophages RAW 264.7 et les macrophages péritonéaux de souris (MPMs) avec différents ligands TLRs et on a mesuré l’expression de l'hepcidine par qRT-PCR. Nous avons observé que Pam3CSK4 (Pam), un ligand de TLR2/1; LPS, un ligand de TLR-4 et FSL1 un ligand de TLR2/6 induisent l’expression de l'hepcidine dans les cellules RAW 264.7 et les MPMs, contrairement au polyinosinic: polycytidylic acid (Poly I: C), un ligand de TLR3. De plus, LPS était capable de réprimer l’expression de la ferroportine dans les cellules RAW 264.7. Afin de mieux définir la nécessité des TLRs pour assurer cette expression, nous avons utilisé les souris TLR-2 knock-out et on a établi que l'expression de l'hepcidine dans les macrophages par LPS, Pam ou FSL1 est dépendante du TLR2. En accord avec les expériences in vitro, les études effectuées in vivo ont montré que LPS réprime l’expression de la ferroportine, ainsi que PolyI:C n’est pas capable de stimuler l'expression d'hepcidine hépatique, par contre il était efficace pour déclencher une hyposidérémie. Ensuite, on voulait déterminer la voie de signalisation utilisée dans l’induction de l’hepcidine dans les macrophages. Comme il y deux voies majeures connues pour la signalisation des TLRs : une dépendante et l’autre indépendante de la protéine MyD88, on a étudié l’expression de l’hepcidine dans les MPMs isolés des souris MyD88-/- et nous avons constaté que l'absence de signalisation MyD88 abolit l'induction de l'hepcidine déclenchée par Pam, LPS et FSL1. D’autre part, la stimulation avec du LPS induisait in vivo la production d’IL-6 et de TNF-alpha, et la stimulation d’IL-6 était renforcée in vitro par la présence du fer. Ces observations indiquent que l’expression de HAMP (Hepcidin Antimicrobial Peptide) dans les macrophages peut être régulée par différents TLRs, ce qui suggère que la production d'hepcidine macrophagique fait partie d'une réponse immunitaire activées par les TLRs.

Étude de la fonction anti-apoptotique de la sous-unité R1 de la ribonucléotide réductase des virus de l’herpès simplex

L’élimination des cellules infectées par apoptose constitue un mécanisme de défense antivirale. Les virus de l’herpès simplex (HSV) de type 1 et 2 encodent des facteurs qui inhibent l’apoptose induite par la réponse antivirale. La sous-unité R1 de la ribonucléotide réductase d’HSV-2 (ICP10) possède une fonction anti-apoptotique qui protège les cellules épithéliales de l’apoptose induite par les récepteurs de mort en agissant en amont ou au niveau de l’activation de la procaspase-8. Puisqu’une infection avec un mutant HSV-1 déficient pour la R1 diminue la résistance des cellules infectées vis à vis du TNFα, il a été suggéré que la R1 d’HSV-1 (ICP6) pourrait posséder une fonction anti-apoptotique. Le but principal de cette thèse est d’étudier le mécanisme et le potentiel de la fonction anti-apoptotique de la R1 d’HSV-1 et de la R1 d'HSV-2. Dans une première étude, nous avons investigué le mécanisme de la fonction anti-apoptotique de la R1 d’HSV en utilisant le TNFα et le FasL, deux inducteurs des récepteurs de mort impliqués dans la réponse immune anti-HSV. Cette étude a permis d’obtenir trois principaux résultats concernant la fonction anti-apoptotique de la R1 d’HSV. Premièrement, la R1 d’HSV-1 inhibe l’apoptose induite par le TNFα et par le FasL aussi efficacement que la R1 d’HSV-2. Deuxièmement, la R1 d’HSV-1 est essentielle à l’inhibition de l’apoptose induite par le FasL. Troisièmement, la R1 d’HSV interagit constitutivement avec la procaspase-8 d’une manière qui inhibe la dimérisation et donc l’activation de la caspase-8. Ces résultats suggèrent qu’en plus d’inhiber l’apoptose induite par les récepteurs de mort la R1 d’HSV peut prévenir l’activation de la caspase-8 induite par d’autres stimuli pro-apoptotiques. Les ARN double-brins (ARNdb) constituant un intermédiaire de la transcription du génome des HSV et activant l’apoptose par une voie dépendante de la caspase-8, nous avons testé dans une seconde étude l’impact de la R1 d’HSV sur l’apoptose induite par l’acide polyriboinosinique : polyribocytidylique (poly(I:C)), un analogue synthétique des ARNdb. Ces travaux ont montré qu’une infection avec les HSV protège les cellules épithéliales de l’apoptose induite par le poly(I:C). La R1 d’HSV-1 joue un rôle majeur dans l’inhibition de l’activation de la caspase-8 induite par le poly(I:C). La R1 d’HSV interagit non seulement avec la procaspase-8 mais aussi avec RIP1 (receptor interacting protein 1). En interagissant avec RIP1, la R1 d’HSV-2 inhibe l’interaction entre RIP1 et TRIF (Toll/interleukine-1 receptor-domain-containing adapter-inducing interferon β), l’adaptateur du Toll-like receptor 3 qui est un détecteur d’ARNdb , laquelle est essentielle pour signaler l’apoptose induite par le poly(I:C) extracellulaire et la surexpression de TRIF. Ces travaux démontrent la capacité de la R1 d’HSV à inhiber l’apoptose induite par divers stimuli et ils ont permis de déterminer le mécanisme de l’activité anti-apoptotique de la R1 d’HSV. Très tôt durant l’infection, cFLIP, un inhibiteur cellulaire de la caspase-8, est dégradé alors que la R1 d’HSV s’accumule de manière concomitante. En interagissant avec la procapsase-8 et RIP1, la R1 d’HSV se comporte comme un inhibiteur viral de l’activation de la procaspase-8 inhibant l’apoptose induite par les récepteurs de mort et les détecteurs aux ARNdb.

Molecular characterization of the contribution of autophagy to antigen presentation using quantitative proteomics

L’autophagie est une voie hautement conservée de dégradation lysosomale des constituants cellulaires qui est essentiel à l’homéostasie cellulaire et contribue à l’apprêtement et à la présentation des antigènes. Les rôles relativement récents de l'autophagie dans l'immunité innée et acquise sous-tendent de nouveaux paradigmes immunologiques pouvant faciliter le développement de nouvelles thérapies où la dérégulation de l’autophagie est associée à des maladies auto-immunes. Cependant, l'étude in vivo de la réponse autophagique est difficile en raison du nombre limité de méthodes d'analyse pouvant fournir une définition dynamique des protéines clés impliquées dans cette voie. En conséquence, nous avons développé un programme de recherche en protéomique intégrée afin d’identifier et de quantifier les proteines associées à l'autophagie et de déterminer les mécanismes moléculaires régissant les fonctions de l’autophagosome dans la présentation antigénique en utilisant une approche de biologie des systèmes. Pour étudier comment l'autophagie et la présentation antigénique sont activement régulés dans les macrophages, nous avons d'abord procédé à une étude protéomique à grande échelle sous différentes conditions connues pour stimuler l'autophagie, tels l’activation par les cytokines et l’infection virale. La cytokine tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) est l'une des principales cytokines pro-inflammatoires qui intervient dans les réactions locales et systémiques afin de développer une réponse immune adaptative. La protéomique quantitative d'extraits membranaires de macrophages contrôles et stimulés avec le TNF-alpha a révélé que l'activation des macrophages a entrainé la dégradation de protéines mitochondriales et des changements d’abondance de plusieurs protéines impliquées dans le trafic vésiculaire et la réponse immunitaire. Nous avons constaté que la dégradation des protéines mitochondriales était sous le contrôle de la voie ATG5, et était spécifique au TNF-alpha. En outre, l’utilisation d’un nouveau système de présentation antigènique, nous a permi de constater que l'induction de la mitophagie par le TNF-alpha a entrainée l’apprêtement et la présentation d’antigènes mitochondriaux par des molécules du CMH de classe I, contribuant ainsi la variation du répertoire immunopeptidomique à la surface cellulaire. Ces résultats mettent en évidence un rôle insoupçonné du TNF-alpha dans la mitophagie et permet une meilleure compréhension des mécanismes responsables de la présentation d’auto-antigènes par les molécules du CMH de classe I. Une interaction complexe existe également entre infection virale et l'autophagie. Récemment, notre laboratoire a fourni une première preuve suggérant que la macroautophagie peut contribuer à la présentation de protéines virales par les molécules du CMH de classe I lors de l’infection virale par l'herpès simplex virus de type 1 (HSV-1). Le virus HSV1 fait parti des virus humains les plus complexes et les plus répandues. Bien que la composition des particules virales a été étudiée précédemment, on connaît moins bien l'expression de l'ensemble du protéome viral lors de l’infection des cellules hôtes. Afin de caractériser les changements dynamiques de l’expression des protéines virales lors de l’infection, nous avons analysé par LC-MS/MS le protéome du HSV1 dans les macrophages infectés. Ces analyses nous ont permis d’identifier un total de 67 protéines virales structurales et non structurales (82% du protéome HSV1) en utilisant le spectromètre de masse LTQ-Orbitrap. Nous avons également identifié 90 nouveaux sites de phosphorylation et de dix nouveaux sites d’ubiquitylation sur différentes protéines virales. Suite à l’ubiquitylation, les protéines virales peuvent se localiser au noyau ou participer à des événements de fusion avec la membrane nucléaire, suggérant ainsi que cette modification pourrait influer le trafic vésiculaire des protéines virales. Le traitement avec des inhibiteurs de la réplication de l'ADN induit des changements sur l'abondance et la modification des protéines virales, mettant en évidence l'interdépendance des protéines virales au cours du cycle de vie du virus. Compte tenu de l'importance de la dynamique d'expression, de l’ubiquitylation et la phosphorylation sur la fonction des proteines virales, ces résultats ouvriront la voie vers de nouvelles études sur la biologie des virus de l'herpès. Fait intéressant, l'infection HSV1 dans les macrophages déclenche une nouvelle forme d'autophagie qui diffère remarquablement de la macroautophagie. Ce processus, appelé autophagie associée à l’enveloppe nucléaire (nuclear envelope derived autophagy, NEDA), conduit à la formation de vésicules membranaires contenant 4 couches lipidiques provenant de l'enveloppe nucléaire où on retrouve une grande proportion de certaines protéines virales, telle la glycoprotéine B. Les mécanismes régissant NEDA et leur importance lors de l’infection virale sont encore méconnus. En utilisant un essai de présentation antigénique, nous avons pu montrer que la voie NEDA est indépendante d’ATG5 et participe à l’apprêtement et la présentation d’antigènes viraux par le CMH de classe I. Pour comprendre l'implication de NEDA dans la présentation des antigènes, il est essentiel de caractériser le protéome des autophagosomes isolés à partir de macrophages infectés par HSV1. Aussi, nous avons développé une nouvelle approche de fractionnement basé sur l’isolation de lysosomes chargés de billes de latex, nous permettant ainsi d’obtenir des extraits cellulaires enrichis en autophagosomes. Le transfert des antigènes HSV1 dans les autophagosomes a été determine par protéomique quantitative. Les protéines provenant de l’enveloppe nucléaire ont été préférentiellement transférées dans les autophagosome lors de l'infection des macrophages par le HSV1. Les analyses protéomiques d’autophagosomes impliquant NEDA ou la macroautophagie ont permis de decouvrir des mécanismes jouant un rôle clé dans l’immunodominance de la glycoprotéine B lors de l'infection HSV1. Ces analyses ont également révélées que diverses voies autophagiques peuvent être induites pour favoriser la capture sélective de protéines virales, façonnant de façon dynamique la nature de la réponse immunitaire lors d'une infection. En conclusion, l'application des méthodes de protéomique quantitative a joué un rôle clé dans l'identification et la quantification des protéines ayant des rôles importants dans la régulation de l'autophagie chez les macrophages, et nous a permis d'identifier les changements qui se produisent lors de la formation des autophagosomes lors de maladies inflammatoires ou d’infection virale. En outre, notre approche de biologie des systèmes, qui combine la protéomique quantitative basée sur la spectrométrie de masse avec des essais fonctionnels tels la présentation antigénique, nous a permis d’acquérir de nouvelles connaissances sur les mécanismes moléculaires régissant les fonctions de l'autophagie lors de la présentation antigénique. Une meilleure compréhension de ces mécanismes permettra de réduire les effets nuisibles de l'immunodominance suite à l'infection virale ou lors du développement du cancer en mettant en place une réponse immunitaire appropriée.

Impact des cavines sur le phénotype invasif et inflammatoire des cellules souches mésenchymateuses

L’évolution d’une cellule tumorale initiée à une tumeur solide nécessite, à chaque étape, un microenvironnement favorable à sa survie et à sa croissance. Le microenvironnement tumoral est comparé à un foyer d’inflammation chronique dont la composition cellulaire et moléculaire est complexe. Les cellules souches mésenchymateuses (CSM) représentent l’un des principaux acteurs cellulaires présents. Elles migrent vers les sites tumoraux où elles soutiennent l’inflammation, l’angiogenèse et le développement tumoral en activant plusieurs voies de signalisation. Une des voies majeures qui contribuent à l’inflammation est la voie de signalisation NF-B. L’initiation de cette voie provient de la membrane cellulaire entre autres des cavéoles. Nous soumettons l’hypothèse que l’une des cavines, protéines associées aux cavéoles, modulerait le phénotype inflammatoire etou migratoire dans les CSM traitées à la cytokine TNF- (facteur de nécrose tumorale ) en modulant la voie de signalisation NF-B. En effet, nous avons observé une régulation à la hausse de l’expression de la COX-2 (cyclooxygénase-2) et une diminution de l’expression d’IκB qui sont synonymes de l’activation de la voie NF-B dans les CSM que nous avons traitées au TNF-. Nous avons trouvé que le TNF- induit la migration des CSM, et que la répression génique de la Cavine-2 augmente significativement la migration des CSM traitées par le TNF-. La répression génique de la Cavine-2 vient aussi amplifier la tubulogenèse dans les CSM en réponse au TNF-. D’un point de vue moléculaire, la répression génique de la Cavine-2 a montré une très forte amplification de l'expression protéique de la COX-2 dans les CSM en réponse au TNF-. Dans ces mêmes cellules où la Cavine-2 a été réprimée, et suite à un traitement au TNF-, le pic de phosphorylation est plus intense et la courbe de phosphorylation est plus prolongée dans le temps. Ces observations nous permettent d’affirmer que la Cavine-2 a un rôle répresseur sur l’expression de COX-2. Collectivement, nos résultats montrent que la Cavine-2 peut être proposée comme un gène suppresseur de tumeur et est de ce fait, une bonne cible thérapeutique dans les CSM qui permettraient d’agir à des stades précoces du développement tumoral.

Convergencia de vías de señalización en un modelo de apoptosis

La sepsis es un evento inflamatorio generalizado del organismo inducido por un daño causado generalmente por un agente infeccioso. El patógeno más frecuentemente asociado con esta entidad es el Staphylococcus aureus, responsable de la inducción de apoptosis en células endoteliales debida a la producción de ceramida. Se ha descrito el efecto protector de la proteína C activada (PCA) en sepsis y su relación con la disminución de la apoptosis de las células endoteliales. En este trabajo se analizó la activación de las quinasas AKT, ASK1, SAPK/JNK y p38 en un modelo de apoptosis endotelial usando las técnicas de Western Blotting y ELISA. Las células endoteliales (EA.hy926), se trataron con C2-ceramida (130μM) en presencia de inhibidores químicos de cada una de estas quinasas y PCA. La supervivencia de las células en presencia de inhibidores químicos y PCA fue evaluada por medio de ensayos de activación de las caspasas 3, 7 y 9, que verificaban la muerte celular por apoptosis. Los resultados evidencian que la ceramida reduce la activación de AKT y aumenta la activación de las quinasas ASK, SAPK/JNK y p38, en tanto que PCA ejerce el efecto contrario. Adicionalmente se encontró que la tiorredoxina incrementa la activación/fosforilación de AKT, mientras que la quinasa p38 induce la defosforilación de AKT.