Regulation of T cell response to leishmania antigens by determinants of histocompatibility leukocyte class I and II molecules

It has been shown that HLA class I molecules play a significant role in the regulation of the proliferation of T cells activated by mitogens and antigens. We evaluated the ability of mAb to a framework determinant of HLA class I molecules to regulate T cell proliferation and interferon gamma (IFN-g) production against leishmania, PPD, C. albicans and tetanus toxoid antigens in patients with tegumentary leishmaniasis and healthy subjects. The anti-major histocompatibility complex (MHC) mAb (W6/32) suppressed lymphocyte proliferation by 90% in cultures stimulated with aCD3, but the suppression was variable in cultures stimulated with leishmania antigen. This suppression ranged from 30-67% and was observed only in 5 of 11 patients. IFN-g production against leishmania antigen was also suppressed by anti-HLA class I mAb. In 3 patients IFN-g levels were suppressed by more than 60%, while in the other 2 cultures IFN-g levels were 36 and 10% lower than controls. The suppression by HLA class I mAb to the proliferative response in leishmaniasis patients and in healthy controls varied with the antigens and the patients or donors tested. To determine whether the suppression is directed at antigen presenting cells (APCs) or at the responding T cells, experiments with antigen-primed non-adherent cells, separately incubated with W6/32, were performed. Suppression of proliferation was only observed when the W6/32 mAb was added in the presence of T cells. These data provide evidence that a mAb directed at HLA class I framework determinants can suppress proliferation and cytokine secretion in response to several antigens.

Oncogene-mediated downregulation of RECK, a novel transformation suppressor gene

The RECK gene was initially isolated as a transformation suppressor gene encoding a novel membrane-anchored glycoprotein and later found to suppress tumor invasion and metastasis by regulating matrix metalloproteinase-9. Its expression is ubiquitous in normal tissues, but undetectable in many tumor cell lines and in fibroblastic lines transformed by various oncogenes. The RECK gene promoter has been cloned and characterized. One of the elements responsible for the oncogene-mediated downregulation of mouse RECK gene is the Sp1 site, where the Sp1 and Sp3 factors bind. Sp1 transcription factor family is involved in the basal level of promoter activity of many genes, as well as in dynamic regulation of gene expression; in a majority of cases as a positive regulator, or, as exemplified by the oncogene-mediated suppression of RECK gene expression, as a negative transcription regulator. The molecular mechanisms of the downregulation of mouse RECK gene and other tumor suppressor genes are just beginning to be uncovered. Understanding the regulation of these genes may help to develop strategies to restore their expression in tumor cells and, hence, suppress the cells' malignant behavior.

Extracts of Ascaris suum egg and adult worm share similar immunosuppressive properties

Adult Ascaris suum body extract (Asc) prepared from male and female worms (with stored eggs) down-regulates the specific immune response of DBA/2 mice to ovalbumin (OA) and preferentially stimulates a Th2 response to its own components, which is responsible for the suppression of the OA-specific Th1 response. Here, we investigated the participation of soluble extracts prepared from male or female worms or from eggs (E-Asc) in these immunological events. Extracts from either sex (1 mg/animal) or E-Asc (0.35 or 1 mg protein/animal) suppressed the delayed-type hypersensitivity (DTH) reaction (60-85%), proliferative response (50-70%), IL-2 and IFN-gamma secretion (below detection threshold) and IgG1 antibody production (70-90%) of DBA/2 mice to OA. A dose of 0.1 mg E-Asc/animal did not change DTH or proliferation, but was as effective as 0.35 mg in suppressing IL-2 and IFN-gamma, and OA-specific IgG1 antibodies. Lymph node cells from DBA/2 mice injected with Asc (1 mg/animal) or a high dose of E-Asc (1 mg protein/animal) secreted IL-4 upon in vitro stimulation with concanavalin A. As previously demonstrated for Asc, the cytokine profile obtained with the E-Asc was dose dependent and changed towards Th1 when a low dose (0.1 mg protein/animal) was used. Taken together, these results suggest that adult worms of either sex and eggs induce the same type of T cell response and share similar immunosuppressive properties.

Uniform decrease of alpha-global field power induced by intermittent photic stimulation of healthy subjects

Nineteen-channel EEGs were recorded from the scalp surface of 30 healthy subjects (16 males and 14 females, mean age: 34 years, SD: 11.7 years) at rest and under trains of intermittent photic stimulation (IPS) at rates of 5, 10 and 20 Hz. Digitalized data were submitted to spectral analysis with fast fourier transformation providing the basis for the computation of global field power (GFP). For quantification, GFP values in the frequency ranges of 5, 10 and 20 Hz at rest were divided by the corresponding data obtained under IPS. All subjects showed a photic driving effect at each rate of stimulation. GFP data were normally distributed, whereas ratios from photic driving effect data showed no uniform behavior due to high interindividual variability. Suppression of alpha-power after IPS with 10 Hz was observed in about 70% of the volunteers. In contrast, ratios of alpha-power were unequivocal in all subjects: IPS at 20 Hz always led to a suppression of alpha-power. Dividing alpha-GFP with 20-Hz IPS by alpha-GFP at rest (R = alpha-GFP IPS/alpha-GFPrest) thus resulted in ratios lower than 1. We conclude that ratios from GFP data with 20-Hz IPS may provide a suitable paradigm for further investigations.

Immunological basis of septal fibrosis of the liver in Capillaria hepatica-infected rats

Rats infected with the helminth Capillaria hepatica regularly develop septal fibrosis of the liver similar to that induced by repeated ip injections of pig serum. Fibrosis starts when the focal parasitic lesions begin to show signs of resorption, thus suggesting an immunologically mediated pathogenesis of this fibrosis. To explore this possibility, the development of C. hepatica-related hepatic fibrosis was observed in rats exposed to worm antigens from the first neonatal day onward. Wistar rats (150 g) were either injected ip with an extract of C. hepatica eggs (protein concentration: 1 mg/ml) or received immature eggs by gavage from the first neonatal day until adult life and were then infected with 500 embryonated eggs. Changes were monitored on the basis of serum levels of anti-worm antibodies and hepatic histopathology. Rats submitted to immunological oral tolerance markedly suppressed C. hepatica-related serum antibodies and septal fibrosis of the liver when infected with the helminth later on. Tolerance trials with ip injections of worm antigens gave essentially negative results. The partial suppression of septal fibrosis of the liver after the induction of immunological tolerance to C. hepatica antigens in rats indicates an immunological basis for the fibrosis and emphasizes the importance of immunological factors in the pathogenesis of hepatic fibrosis.

Interleukin-10-dependent down-regulation of interferon-gamma response to Leishmania by Mycobacterium leprae antigens during the clinical course of a coinfection

We have described a case of a patient with an intriguing association of mucocutaneous leishmaniasis with lepromatous leprosy, two opposite polar forms of these spectral diseases. In the present follow-up study, we investigated the effect of the addition of Mycobacterium leprae antigens on interferon-gamma (IFN-γ) production in Leishmania antigen-stimulated cultures of peripheral blood mononuclear cells (PBMC) from this patient. For this purpose, PBMC cultures were stimulated with crude L. braziliensis and/or M. leprae whole-cell antigen extracts or with concanavalin A. In some experiments, neutralizing anti-human interleukin (IL)-10 antibodies were added to the cultures. IFN-γ and IL-10 levels in culture supernatants were measured by ELISA. During active leprosy, M. leprae antigens induced 72.3% suppression of the IFN-γ response to L. braziliensis antigen, and this suppression was abolished by IL-10 neutralization. Interestingly, the suppressive effect of M. leprae antigen was lost after the cure of leprosy and the disappearance of this effect was accompanied by exacerbation of mucosal leishmaniasis. Considered together, these results provide evidence that the concomitant lepromatous leprosy induced an IL-10-mediated regulatory response that controlled the immunopathology of mucosal leishmaniasis, demonstrating that, in the context of this coinfection, the specific immune response to one pathogen can influence the immune response to the other pathogen and the clinical course of the disease caused by it. Our findings may contribute to a better understanding of the Leishmania/M. leprae coinfection and of the immunopathogenesis of mucosal leishmaniasis.

Stimulated mast cells promote maturation of myocardial microvascular endothelial cell neovessels by modulating the angiopoietin-Tie-2 signaling pathway

Angiopoietin (Ang)-1 and Ang-2 interact in angiogenesis to activate the Tie-2 receptor, which may be involved in new vessel maturation and regression. Mast cells (MCs) are also involved in formation of new blood vessels and angiogenesis. The present study was designed to test whether MCs can mediate angiogenesis in myocardial microvascular endothelial cells (MMVECs). Using a rat MMVEC and MC co-culture system, we observed that Ang-1 protein levels were very low even though its mRNA levels were increased by MCs. Interestingly, MCs were able to enhance migration, proliferation, and capillary-like tube formation, which were associated with suppressed Ang-2 protein expression, but not Tie-2 expression levels. These MCs induced effects that could be reversed by either tryptase inhibitor [N-tosyl-L-lysine chloromethyl ketone (TLCK)] or chymase inhibitor (N-tosyl-L-phenylalanyl chloromethyl ketone), with TLCK showing greater effects. In conclusion, our data indicated that MCs can interrupt neovessel maturation via suppression of the Ang-2/Tie-2 signaling pathway.

The N-terminal 33 amino acid domain of Siva-1 is sufficient for nuclear localization

Siva-1 induces apoptosis in multiple pathological processes and plays an important role in the suppression of tumor metastasis, protein degradation, and other functions. Although many studies have demonstrated that Siva-1 functions in the cytoplasm, a few have found that Siva-1 can relocate to the nucleus. In this study, we found that the first 33 amino acid residues of Siva-1 are required for its nuclear localization. Further study demonstrated that the green fluorescent protein can be imported into the nucleus after fusion with these 33 amino acid residues. Other Siva-1 regions and domains showed less effect on Siva-1 nuclear localization. By site-mutagenesis of all of these 33 amino acid residues, we found that mutants of the first 1-18 amino acids affected Siva-1 nuclear compartmentalization but could not complete this localization independently. In summary, we demonstrated that the N-terminal 33 amino acid residues were sufficient for Siva-1 nuclear localization, but the mechanism of this translocation needs additional investigation.

Treatment with 1,25(OH)2D3induced HDAC2 expression and reduced NF-κB p65 expression in a rat model of OVA-induced asthma

Recent evidence indicates that a deficiency of 1,25-dihydroxyvitamin D3 (1,25[OH]2D3) may influence asthma pathogenesis; however, its roles in regulating specific molecular transcription mechanisms remain unclear. We aimed to investigate the effect of 1,25(OH)2D3 on the expression and enzyme activity of histone deacetylase 2 (HDAC2) and its synergistic effects with dexamethasone (Dx) in the inhibition of inflammatory cytokine secretion in a rat asthma model. Healthy Wistar rats were randomly divided into 6 groups: control, asthma, 1,25(OH)2D3 pretreatment, 1,25(OH)2D3 treatment, Dx treatment, and Dx and 1,25(OH)2D3 treatment. Pulmonary inflammation was induced by ovalbumin (OVA) sensitization and challenge (OVA/OVA). Inflammatory cells and cytokines in the bronchoalveolar lavage (BAL) fluid and histological changes in lung tissue were examined. Nuclear factor kappa B (NF-κB) p65 and HDAC2 expression levels were assessed with Western blot analyses and quantitative reverse-transcriptase polymerase chain reaction (qRT-PCR). Enzyme activity measurements and immunohistochemical detection of HDAC2 were also performed. Our data demonstrated that 1,25(OH)2D3 reduced the airway inflammatory response and the level of inflammatory cytokines in BAL. Although NF-κB p65 expression was attenuated in the pretreatment and treatment groups, the expression and enzyme activity of HDAC2 were increased. In addition, 1,25(OH)2D3 and Dx had synergistic effects on the suppression of total cell infusion, cytokine release, and NF-κB p65 expression, and they also increased HDAC2 expression and activity in OVA/OVA rats. Collectively, our results indicated that 1,25(OH)2D3might be useful as a novel HDAC2 activator in the treatment of asthma.

Anaerobic performance in ice hockey : the effect of skate blade radius of hollow

The purpose of the study was to investigate the effect of skate blade radius of hollow (ROH) on anaerobic performance, specifically during the acceleration and stopping phases of an on-ice skating test. Fifteen, male Junior B hockey players (mean age 19 y ± 1.46) were recruited to participate. On-icc testing required each participant to complete an on-ice anaerobic performance test [Reed Repeat Skate (RRS)) on three separate days. During each on-ice test, the participant's skate blades were sharpened to one of three, randomly assigned, ROH values (0.63 cm, 1.27 cm, 1.90 cm). Performance times were recorded during each RRS and used to calculate anaerobic variables [anaerobic power (W), anaerobic capacity (W), and fatigue index (s, %)). Each RRS was video recorded for the purpose of motion analysis. Video footage was imported into Peak Motus™ to measure kinematic variables of the acceleration and stopping phases. The specific variables calculated from the acceleration phase were: average velocity over 6 m (m/s), average stride length (m), and mean stride rate (strides/s). The specific variables calculated from the stopping phase were: velocity at initiation of stopping (rn/s), stopping distance (m), stopping time (s). A repeated measures ANOV A was used to assess differences in mean performance and kinematic variables across the three selected hollows. Further analysis was conducted to assess differences in trial by trial performance and kinematic variables for all hollows. The primary findings of the study suggested that skate blade ROH can have a significant effect on kinematic variables, namely stride length and stride rate during the acceleration phase and stopping distance and stopping time during the stopping phase of an on-ice anaerobic performance test. During the acceleration phase, no significant difdifferences were found in SR and SL across the three selected hollows. Mean SR on the 1.27 cm hollow was significantly slower than both the 0.63 cm and 1.90 cm hollows and SL was significantly longer when skating on the 1.27 cm hollow in comparison to the 1.90 cm hollow. During the stopping phase, stopping distance on the 0.63 cm hollow (4.12 m ± 0.14) was significantly shorter than both the 1.27 cm hollow (4.43 m ± 0.08) (p < 0.05) and the 1.90 cm ho])ow (4.35 m ± 0.12) (p < 0.05). Mean ST was also significantly shorter when stopping on the 0.63 cm hollow then both the 1.27 cm and 1.90 cm hollows. Trial by trial results clearly illustrated the affect of fatigue on kinematic variables; AV, SR, IV decreased from trial 1 to 6. There was no significant effect on anaerobic performance variables during the RRS. Altering the skate blade ROH has a significant and practical affect on accelerating and stopping performance will be discussed in this paper.

Pressure dependence of spin fluctuations in metallic glasses Zrâ â Niâ â ,Zrâ â (Nix/Feâ â â -x)â â and /Zrx/feâ â â -x

The superconducting transition temperature Tc of metallic glasses ZrxFelOO-x (x=80, 75), Zr75(NixFelOO-x)25 (x=75, 50, 25), and CU2SZr75 were measured under quasi-hydrostatic pressure up to 8 OPa (80kbar). The volume (pressure) dependence of the electron-phonon coupling parameters Aep for CU25Zr75 was calculated using the McMillan equatio11. Using this volume dependence of Aep and the modified McMillan equation which incorporates spin-fluctuations, the volume dependence of the spin fluctuation parameter, Asf, was determined in Zr75Ni25, ZrxFelOO-x , a11d Zr75(NixFelOO-x)25. It was found that with increasing pressure, spinfluctuations are suppressed at a faster rate in ZrxFe lOO-x and Zr75(NixFelOO-x)25, as Fe concentration is increased. The rate of suppression of spin-fluctuations with pressure was also found to be higher in Fe-Zr glasses than in Ni-Zr glasses of similar composition.

The γ-tocopherol-like family of N-methyltransferases: A taxonomically clustered gene family encoding enzymes responsible for N-methylation of monoterpene indole alkaloids

The plant family Apocynaceae accumulates thousands of monoterpene indole alkaloids (MIAs) which originate, biosynthetically, from the common secoiridoid intermediate, strictosidine, that is formed from the condensation of tryptophan and secologanin molecules. MIAs demonstrate remarkable structural diversity and have pharmaceutically valuable biological activities. For example; a subunit of the potent anti-neoplastic molecules vincristine and vinblastine is the aspidosperma alkaloid, vindoline. Vindoline accumulates to trace levels under natural conditions. Research programs have determined that there is significant developmental and light regulation involved in the biosynthesis of this MIA. Furthermore, the biosynthetic pathway leading to vindoline is split among at least five independent cell types. Little is known of how intermediates are shuttled between these cell types. The late stage events in vindoline biosynthesis involve six enzymatic steps from tabersonine. The fourth biochemical step, in this pathway, is an indole N-methylation performed by a recently identified N-methyltransfearse (NMT). For almost twenty years the gene encoding this NMT had eluded discovery; however, in 2010 Liscombe et al. reported the identification of a γ-tocopherol C-methyltransferase homologue capable of indole N-methylating 2,3-dihydrotabersonine and Virus Induced Gene Silencing (VIGS) suppression of the messenger has since proven its involvement in vindoline biosynthesis. Recent large scale sequencing initiatives, performed on non-model medicinal plant transcriptomes, has permitted identification of candidate genes, presumably involved, in MIA biosynthesis never seen before in plant specialized metabolism research. Probing the transcriptome assemblies of Catharanthus roseus (L.)G.Don, Vinca minor L., Rauwolfia serpentine (L.)Benth ex Kurz, Tabernaemontana elegans, and Amsonia hubrichtii, with the nucleotide sequence of the N-methyltransferase involved in vindoline biosynthesis, revealed eight new homologous methyltransferases. This thesis describes the identification, molecular cloning, recombinant expression and biochemical characterization of two picrinine NMTs, one from V. minor and one from R. serpentina, a perivine NMT from C. roseus, and an ajmaline NMT from R. serpentina. While these TLMTs were expressed and functional in planta, they were active at relatively low levels and their N-methylated alkaloid products were not apparent our from alkaloid isolates of the plants. It appears that, for the most part, these TLMTs, participate in apparently silent biochemical pathways, awaiting the appropriate developmental and environmental cues for activity.

Study of histone H3 lysine 56 deacetylation in saccharomyces cerevisiae

Chez la levure Saccharomyces cerevisiae, l'acétylation de l'histone H3 sur la lysine 56 (H3K56ac) est présente sur les histones néo-synthétisées déposées derrière les fourches de réplication et est essentielle pour préserver la viabilité cellulaire en réponse au dommage à l'ADN. La désacétylation d'H3K56 sur l'ensemble du génome catalysée par Hst3 et Hst4 et a lieu en phase G2 ou M. H3K56ac est une lame à double tranchant. L'absence d'H3K56ac rend les cellules sensibles aux dommages à l'ADN. En revanche, un excès d'acétylation d'H3K56 dans un mutant hst3Δ hst4Δ a des conséquences encore plus sévères tels que la thermo-sensibilité, l'hypersensibilité aux agents génotoxiques, l'instabilité génomique ainsi qu'une courte durée de vie réplicative. Les désacétylases Hst3 et Hst4 sont étroitement régulées au cours du cycle cellulaire afin de permettre à l'H3K56ac d'exercer son rôle en réponse aux dommages à l'ADN tout en évitant les conséquences néfastes de l'hyperacétylation d'H3K56. Dans cette thèse, nous avons identifié la machinerie moléculaire responsable de la dégradation de Hst3. De plus, nous avons exploré les raisons pour lesquelles l'absence de désacétylation donne lieu aux phénotypes du mutant hst3Δ hst4Δ. Au chapitre 2, nous démontrons que la dégradation d'Hst3 peut être complétée avant l'anaphase. Ceci suggère que la désacétylation de H3K56 a lieu durant une courte fenêtre du cycle cellulaire se situant entre la complétion de la phase S et la métaphase. De plus, nous avons identifié deux sites de phosphorylation d'Hst3 par la kinase cycline-dépendante 1 (Cdk1) et démontré que ces évènements de phosphorylation conduisent à la dégradation d'Hst3 in vivo. Nous avons aussi démontré que l'ubiquityltransférase Cdc34 et l'ubiquitine ligase SCFCdc4 sont requises pour la dégradation d'Hst3. Finalement, nous avons montré que la phosphorylation d'Hst3 par la kinase mitotique Clb2-Cdk1 peut directement entraîner l'ubiquitylation d'Hst3 par SCFCdc4 in vitro. Au chapitre 3, nous avons étudié les mécanismes moléculaires sous-jacents à la sensibilité extrême du mutant hst3Δ hst4Δ aux agents qui endommagent l'ADN. Nous avons établi qu'en raison de la présence anormale d'H3K56ac devant les fourches de réplication, le mutant hst3Δ hst4Δ exhibe une forte perte de viabilité lorsqu'exposé au méthyl méthanesulfonate (MMS) durant un seul passage à travers la phase S. Nous avons aussi découvert que, malgré le fait que le point de contrôle de réponse aux dommages à l'ADN est activé normalement dans le mutant hst3Δ hst4Δ, ce mutant est incapable de compléter la réplication de l'ADN et d'inactiver le point de contrôle pour une longue période de temps après exposition transitoire au MMS. L'ensemble de nos résultats suggère que les lésions à l'ADN induites par le MMS dans le mutant hst3Δ hst4Δ causent une forte perte de viabilité parce que ce mutant est incapable de compléter la réplication de l'ADN après une exposition transitoire au MMS. Dans la deuxième section du chapitre 3, nous avons employé une approche génétique afin d'identifier de nouveaux mécanismes de suppression de deux phénotypes prononcés du mutant hst3Δ hst4Δ. Nous avons découvert que la délétion de plusieurs gènes impliqués dans la formation de frontières entre l'hétérochromatine et de l'euchromatine atténue les phénotypes du mutant hst3Δ hst4Δ sans réduire l'hyperacétylation d'H3K56. Nos résultats indiquent aussi que l'abondante acétylation de l'histone H4 sur la lysine 16 (H4K16ac) est néfaste au mutant hst3Δ hst4Δ. Ce résultat suggère un lien génétique intriguant entre l'acétylation d'H3K56 et celle d'H4K16. L'existence de ce lien était jusqu'à présent inconnu. Nous avons identifié un groupe de suppresseurs spontanés où H3K56ac est indétectable, mais la majorité de nos suppresseurs ne montrent aucune réduction flagrante d'H3K56ac ou d'H4 K16ac par rapport aux niveaux observés dans le mutant hst3Δ hst4Δ. Une étude plus approfondie de ce groupe de suppresseurs est susceptible de mener à la découverte de nouveaux mécanismes génétiques ou épigénétiques permettant d'éviter les conséquences catastrophiques de l'hyperacétylation d'H3K56 chez le mutant hst3Δ hst4Δ. En résumé, cette thèse identifie la machinerie moléculaire responsable de la dégradation d'Hst3 (une désacétylase d'H3K56) durant une fenêtre de temps situées entre la fin de la phase S et la métaphase. Nos résultats permettent aussi d'expliquer pourquoi la dégradation d'Hst3 précède le début de la phase S durant laquelle l'acétylation d'H3K56 s'accumule derrière les fourches de réplication afin d'exercer son rôle de mécanisme de défense contre le dommage à l'ADN. De plus, nous avons identifié plusieurs suppresseurs qui permettent de contourner le rôle important d'Hst3 et Hst4 en réponse au dommage à l'ADN. Plusieurs suppresseurs révèlent un lien génétique inattendu entre deux formes abondantes d'acétylation des histones chez Saccharomyces cerevisiae, soit H3K56ac et H4K16ac.

The specific in vivo role of PPARgamma and its downstream signaling pathway in the pathophysiology of Osteoarthritis

L'arthrose est une maladie articulaire dégénérative, avec une pathogenèse inconnue. Des études récentes suggèrent que l'activation du facteur de transcription du récepteur activateur de la prolifération des peroxysomes (PPAR) gamma est une cible thérapeutique pour ce maladie. Les agonistes du PPARγ inhibent l'inflammation et réduisent la synthèse des produits de dégradation du cartilage in vitro et in vivo. Cependant, des études utilisant des agonistes du PPARγ n’élucident pas les effets exacts médiés par ce gène complexe. En effet, certains de ces agonistes ont la capacité de régulariser d'autres voies de signalisation indépendantes de PPARγ, ainsi entraînant des effets secondaires graves. Afin d'obtenir une efficacité thérapeutique avec potentiellement moins de problèmes de sécurité, il est donc essentiel d'élucider, in vivo, le rôle exact de PPARγ dans la physiopathologie OA. Mon projet de thèse permettra de déterminer, pour la première fois, le rôle spécifique de PPARγ in vivo dans la physiopathologie OA. Les souris utilisées pour l’étude avaient une délétion conditionnelle du gène PPARγ dans le cartilage. Ces dernières ont été générées en employant le système LoxP/Cre. Pour tester cette hypothèse, j'ai généré deux types de souris avec une délétion au PPARγ, (a) une suppression du gène PPARγ spécifiquement dans le cartilage germinale pour l'étude de l'arthrose liée au développement et à l'âge et (b) la suppression inductible du gène PPARγ spécifiquement dans le cartilage chez la souris adulte pour les études OA. L’étude précédente dans notre laboratoire, utilisant ces souris ayant une délétion au gène PPARγ germinales, montre que ces souris présentent des anomalies du développement du cartilage. J'ai également exploré si ces souris qui présentent des défauts précoces du développement ont toutes les modifications phénotypiques dans le cartilage au cours du vieillissement. Mes résultats ont montré que les souris adultes, ayant une délétion au gène PPARγ, ont présenter un phénotype de l'arthrose spontanée associée à une dégradation du cartilage, l’hypocellularité, la fibrose synoviale. Cette étude a montré que PPARγ est un régulateur essentiel pour le cartilage, et c’est le manque (l’absence) de ce dernier qui conduit à un phénotype de l'arthrose spontanée accélérée (American Journal of Pathologie). A partir de ce but de l'étude, on n’a pas pu vérifier si ces souris présentaient l’OA spontanée en raison des défauts de développement ou à la suite de la délétion du gène PPARγ. Pour contourner les défauts de développement, j'ai généré des souris ayant une délétion du gène PPARγ spécifiquement dans le cartilage inductible avec le système Col2rTACre. Ces souris ont été soumises à modèle de la chirurgie OA (DMM: déstabilisation du ménisque médial) et les résultats révèlent que les souris PPARγ KO ont une dégradation accélérée du cartilage, une hypocellularité, une fibrose synoviale et une augmentation de l'expression des marqueurs cataboliques et des marqueurs inflammatoire. La perte de PPAR dans le cartilage articulaire est un évènement critique qui initie la dégradation de cartilage dans OA. Les études récentes suggèrent que le procès d’autophagie, une forme de survie cellulaire programmée, est altéré pendant l’OA et peut contribuer vers une protection diminuée des cellules, résultant la dégradation du cartilage. J’ai donc exploré le rôle de PPARγ dans la protection des cellules en déterminant l’effet de manque de PPARγ dans le cartilage par l’expression de mTOR (régulateur négatif principal d’autophagie) et les gènes d’autophagie durant OA. Mes résultats ont montré que les souris KO PPARγ présentent également une augmentation sur l'expression de mTOR et une diminution sur l’expression des marqueurs autophagiques en comparaison avec les chondrocytes articulaires isolés des souris contrôles OA. J'ai suggéré l'hypothèse que PPARγ contrôle la régulation de la signalisation de mTOR/autophagie, et finalement la mort des chondrocytes et l’expression des facteurs cataboliques et les facteurs inflammatoire. Pour tester cette hypothèse, j’ai fait la transfection des chondrocytes arthrosiques PPARγ-KO avec le vecteur d’expression de PPARγ pour déterminer si la restauration de l'expression de PPARγ peut sauver le phénotype des cellules PPARγ-KO OA. J'ai observé que la restauration de l'expression de PPARγ dans les cellules PPARγ-KO en présence du vecteur d'expression PPARγ, a pu considérablement régulariser négativement l'expression de mTOR et mettre en règle positivement l'expression des gènes autophagiques ainsi que le sauvetage significative de l'expression du collagène de type II et l’aggrecan et de baisser de manière significative l'expression de marqueurs cataboliques critiques et des marqueurs inflammatoires. Pour prouver que l’augmentation de la signalisation de mTOR et la diminution de l'autophagie est responsable du phénotype OA accélérée observée dans les souris PPARγ KO in vivo, j'ai généré les souris doubles KO PPARγ- mTOR inductible spécifique du cartilage en utilisant le système Col2 - rtTA -Cre et soumis ces souris à DMM modèle de l'arthrose. Mes résultants démontrent que les souris avec PPARγ- mTOR doubles KO ont été significativement protégés contre les OA DMM induites associées à une protection significative contre la destruction du cartilage, la perte de protéoglycanes et la perte de chondro-cellularité par rapport aux souris témoins. Considérant que mTOR est un répresseur majeur de l'autophagie, j'ai trouvé que l'expression de deux marqueurs de l'autophagie critiques (ULK1 et LC3B) a été significativement plus élevée dans les chondrocytes extraits les souris doubles KO PPARγ-mTOR par rapport aux souris témoins. En plus, les études de sauvetage in vitro en utilisant le vecteur d'expression PPAR et les études in vivo utilisant les souris doubles KO PPARγ- mTOR montrent que PPARγ est impliqué dans la régulation de la protéine signalant de mTOR/autophagie dans le cartilage articulaire. Ces résultats contournent PPARγ et sa signalisation en aval de mTOR/autophagie en tant que cibles thérapeutiques potentielles pour le traitement de l'arthrose.

Régulation de l'hepcidine et le rôle de la lipocaline 2 dans l'homéostasie du fer / Novel insights into the regulation of hepcidin and the role of lipocalin 2 in iron homeostasis

Le fer, un métal de transition, est requis pour la survie de presque tout les organismes vivant à cause de son habilité à accepter ou donner un électron et donc à catalyser plusieurs réactions biochimique fondamentales. Cependant, la même propriété permet aussi au fer ionique d’accélérer la formation de radicaux libres et donc le fer peut potentiellement avoir des effets néfastes. Conséquemment, l’homéostasie du fer doit être étroitement régulé, tant au niveau cellulaire que systémique. Notre étude met l’emphase sur deux molécules importante pour régulation du métabolisme du fer : la lipocaline 2 (Lcn2) et l’hepcidine. Lcn2, une protéine de phase aiguë, est impliquée dans le transport du fer par les sidérophores. Lcn2 est un candidat potentiel comme transporteur du fer qui pourrait être responsable de l’accumulation excessive du fer non lié à la transferrine dans le foie des patients atteints d’hémochromatose héréditaire (HH). Nous avons généré des souris double-déficiente HfeLcn2 pour évaluer l’importance de Lcn2 dans la pathogenèse de surcharge en fer hépatique dans les souris knock-out Hfe (Hfe -/-). Notre étude révèle que la délétion de Lcn2 dans les souris Hfe-/- n’influence pas leur accumulation de fer hépatique ou leur réponse à une surcharge en fer. Le phénotype des souries HfeLcn2-/- demeure indiscernable de celui des souris Hfe-/-. Nos données impliquent que Lcn2 n’est pas essentiel pour la livraison du fer aux hépatocytes dans l’HH. L’hepcidine, un régulateur clé du métabolisme du fer, est un petit peptide antimicrobien produit par le foie et qui régule l’absorption intestinale du fer et son recyclage par les macrophages. L’expression de l’hepcidine est induite par la surcharge en fer et l’inflammation, tandis que, à l'inverse, elle est inhibée par l'anémie et l'hypoxie. Dans certaine situations pathologique, l’hepcidine est régulée dans des directions opposées par plus d’un régulateur. Nous avons, en outre, analysé comment les différents facteurs influencent l’expression de l’hepcidine in vivo en utilisant un modèle de souris avec un métabolisme du fer altéré. Nous avons examiné la régulation de l’hepcidine en présence de stimuli opposés, ainsi que la contribution des médiateurs et des voix de signalisation en aval de l’expression de l’hepcidine. Nous avons démontré que l'érythropoïèse, lorsque stimulé par l’érythropoïétine, mais pas par l’hypoxie, diminue l’expression de l’hepcidine d’une façon dépendante de la dose, même en présence de lipopolysaccharides ou de surcharge de fer alimentaire, qui peuvent agir de manière additive. De plus, l’entraînement érythropoïétique inhibe tant la voix inflammatoire que celle de détection du fer, du moins en partie, par la suppression du signal IL-6/STAT3 et BMP/SMAD4 in vivo. Au total, nos données suggèrent que le niveau d’expression de l’hepcidine en présence de signaux opposés est déterminé par la force du stimulus individuel plutôt que par une hiérarchie absolue. Ces découvertes sont pertinentes pour le traitement de l’anémie des maladies chronique et les désordres de surcharge en fer.